Рассмотрим одну из возможных реализаций математического обеспечения АСОИУ. 6 страница



Линейная и функциональная структуры управления в чистом виде не используются. Линейная структура не применяется из-за того, что от руководителей подразделений в этом случае требуется решать все аспекты деятельности, с которыми подразделение прямо или косвенно сталкивается (собственно производство, обслуживание оборудования, экономика, снабжение, сбыт и пр.), что весьма затруднительно, так как требует от человека универсальных знаний во всех этих областях. Самым существенным недостатком функциональной структуры является сложность в координации работы функциональных руководителей, каждый из которых отвечает только за свой круг вопросов.

В случае смешанной линейно-функциональной структуры управления в производственных подразделениях (цехах) остаются только работники, непосредственно занятые производством продукции.

Персонал, обслуживающий оборудование, объединяется в службу главного механика, подчиненную главному инженеру, для обслуживания электрических сетей при главном инженере организуется отдел главного

 

Рис. 1.14. Функциональная структура управления на предприятии

электрика, для обслуживания средств вычислительной техники и связи организуется вычислительный центр и т. п.

Решение всех экономических вопросов сосредотачивается в планово-производственном отделе, подчиняющемся заместителю директора по экономике, решение вопросов снабжения и сбыта продукции сосредотачивается в отделах снабжения и сбыта, подчиняющихся коммерческому директору и т. д.

5. Матричные (проектные) иерархические структуры решают вопросы управления проектами. При матричной организации управления исполнители имеют двойное подчинение (рис. 1.15) со стороны функциональных руководителей, которые решают вопросы "как", и со стороны руководителя проекта, который решает вопросы "что" и "когда". Руководитель проекта получает право набирать исполнителей, решать финансовые и материально-технические проблемы.

Рис. 1.15. Матричная структура управления проектами

Лекция 6

1.7. Классификация АСОИУ

Классификация АСОИУ осуществляется по разным признакам в зависимости от решаемой задачи. Классификации всегда относительны. Например, по виду управляемого объекта АСОИУ подразделяются на технические (АСУПП, АСУТП), информационные (АИС) и организационные.

Однако в технических АСОИУ при ближайшем рассмотрении решается много и организационных вопросов, так как в процессе управления такими АСОИУ (в особенности АСУПП) непосредственное участие принимает человек. Кроме того, в них могут использоваться и ручные операции, которые либо трудно, либо не имеет смысла автоматизировать.

Много организационных вопросов присуще и АИС, кроме того, в любой организационной АСОИУ часто возникает необходимость в обработке больших объемов информации, например, при создании и сопровождении нормативно-справочной документации или при обработке входящей и исходящей корреспонденции.

1. Открытые и закрытые системы. АСОИУ является открытой системой, если она обменивается информацией с внешней средой. В противном случае АСОИУ является закрытой системой. Конечно, на самом деле абсолютно закрытых АСОИУ не существует. Любая система в той или иной мере в своей работе пользуется информацией извне, например, для организации обратных связей в технических системах с целью обеспечения устойчивости. Вопрос заключается в характере использования информации извне. Если система способна сохранять свой высокий уровень и даже развиваться, заменяя в случае необходимости свои цели управления, совершенствуя свою структуру и свою продукцию в ответ на меняющуюся внешнюю обстановку, то такая система, безусловно, является открытой.

2. Хорошо организованные системы. АСОИУ является хорошо организованной системой, если при ее создании удалось определить все элементы системы и их взаимосвязи между собой, а также взаимосвязи с целями системы в виде детерминированных аналитических, алгоритмических и графических зависимостей, то есть удалось определить детерминированную модель объекта управления и его внешней среды. Как правило, это удается сделать только в технических АСОИУ. Однако любое моделирование систем осуществляется с определенной точностью. При описании поведения сложного объекта в виде какой-то схемы или системы уравнений приходится выделять существенные и не учитывать несущественные компоненты этого объекта. Например, показания датчиков при управлении некоторым технологическим процессом верны с определенной точностью, с определенной точностью осуществляется отработка управляющих воздействий в системе и прочее.

В хорошо организованных системах задачи выбора целей и определения средств их достижения не разделяются. Поведение объекта управления и внешней среды могут быть описаны выражениями, связывающими цель со средствами в виде целевой функции, которая может быть представлена сложным уравнением, формулой, системой уравнений или неравенств.

Представление объекта управления в виде хорошо организованной системы применяется в тех случаях, когда можно предложить детерминированное описание (модель) объекта и экспериментально доказать правомерность применения этой модели к данному реальному объекту. Попытки создать АСОИУ для предприятия или организации в виде хорошо организованной системы практически безрезультатны в силу большой сложности процессов в организационных системах и неопределенности, в которой приходится управлять такими системами.

3. Плохо организованные (диффузные) системы. АСОИУ является плохо организованной (диффузной) системой, когда не ставится задача детерминировано определить все компоненты и их связи с целями системы. Объект управления и внешняя среда в этом случае описываются закономерностями, которые выявляются на основе исследования не всего объекта, а путем статистического изучения представительных выборок компонентов, характеризующих этот объект.

Например, при решении задачи определения числа автобусов, необходимых на заданном маршруте, на всех остановках маршрута в разное время суток в течение нескольких дней и в разное время года собирается информация о количестве пассажиров, ждущих автобус данного маршрута. После статистической обработки собранной информации получаются различные усредненные оценки численности пассажиров на данном маршруте, а также вероятности достоверности полученных оценок.

Моделирование объектов управления в виде диффузных систем находит широкое применение при определении:

- пропускной способности систем разного рода,

- определении численности штатов в обслуживающих (ремонтных) подразделениях предприятия или в обслуживающих население учреждениях (в магазинах, на почте, в банках),

- при исследовании документальных потоков информации и прочее.

4. Самоорганизующиеся системы. Построение АСОИУ в виде самоорганизующихся систем позволяет решать задачи управления в обстановке большой неопределенности.

Класс самоорганизующихся или развивающихся АСОИУ характеризуется рядом особенностей. Особенности самоорганизующихся АСОИУ обусловлены наличием в системе активных элементов (то есть, людей), которые, с одной стороны, полезны для существования системы в целом, так как обеспечивают приспосабливаемость системы к изменяющейся внешней среде, а с другой стороны, затрудняют управление системой, так как имеют свои собственные цели, которые могут не совпадать с целями системы в целом. Эти особенности заключаются в следующем:

а) нестационарность (изменчивость, нестабильность) отдельных параметров и стохастичность поведения;

б) уникальность и непредсказуемость поведения системы в конкретных условиях, благодаря наличию в системе активных элементов, обладающих свободой воли;

в) способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды и помехам, что является полезным свойством, однако, система способна адаптироваться и по отношению к управляющим воздействиям, что весьма затрудняет управление;

г)  способность противостоять разрушительным тенденциям, которые характерны для закрытых систем, не имеющих активных элементов;

д) способность вырабатывать новые варианты поведения и изменять структуру системы, сохраняя при этом ее целостность и основные свойства;

е)  способность и стремление к целеобразованию в отличие от закрытых (технических) систем, которым цели задаются извне.

Часть из этих особенностей характерна и для диффузных систем (стохастичность поведения, нестабильность отдельных параметров), но большинство из рассмотренных особенностей являются специфическими признаками самоорганизующихся систем, которые отличают их от систем других классов и затрудняют моделирование.

При создании управления в организационных самоорганизующихся системах (то есть на предприятиях) часто стремятся моделировать их, используя теорию автоматического регулирования и управления для технических систем, не учитывая наличия активных элементов.

Такой подход к созданию АСОИУ ничего, кроме вреда, предприятию не приносит, так как делает предприятие "неживым организмом", не способным адаптироваться к внешней среде и разрабатывать варианты своего развития. Подобным недостатком страдают современные системы управления качеством, при создании которых стараются жестко регламентировать поведение персонала исключительно во всех ситуациях и при управлении всеми бизнес-процессами на предприятии.

Рассмотренные особенности самоорганизующихся систем противоречивы. Они в большинстве случаев являются положительными и отрицательными, желательными и нежелательными. Их не сразу удается понять и объяснить для того, чтобы выбрать и создать нужную степень их проявления. Такие системы легче изготовить и ввести в действие, преобразовать и изменить, чем описать какой-либо формализованной математической моделью. В связи с этим формулируется следующая важная особенность самоорганизующихся систем:

ж) принципиальная ограниченность формализованного их описания.

Эта особенность вызывает необходимость при моделировании самоорганизующихся систем наряду с методами формализованного описания использовать методы качественного анализа, базирующиеся на опыте и интуиции специалистов. При формировании таких моделей меняется привычное представление о моделях, характерное для математического моделирования и прикладной математики. Изменяется представление и о доказательстве адекватности разрабатываемых моделей.

5. Если помнить, что модель любой системы – это ряд представлений о ней как совокупности ее компонентов, как-то взаимосвязанных друг с другом, то процесс моделирования самоорганизующихся систем можно представить себе следующим образом.

5.1. Выбирается подходящая знаковая система (язык) для описания модели. В случае организационных самоорганизующихся АСОИУ, которые состоят из конечного числа компонентов, подходящими знаковыми системами, естественно, являются дискретные системы. Это может быть система теоретико-множественных представлений, которая использует понятия множества, элементов множества и отношений, определенных на элементах множества, их парах, тройках и т. д., это может быть система, использующая понятия теории графов или понятия теории конечных автоматов или что-то другое. Все зависит от изучаемого аспекта в деятельности системы (описание структуры, описание функций, описание информационных потоков и т. д.).

При этом для каждого изучаемого аспекта деятельности системы может быть выбрана своя знаковая система, в результате полная модель системы будет представлять собою совокупность ее частных моделей для каждого аспекта деятельности. Например, для описания производственной структуры фирмы можно выбрать язык теории графов, когда подразделения фирмы представляются узлами графа, а вхождение одних подразделений в другие, более крупные, представляется дугами или ребрами, как это изображено на рис. 1.16. Здесь, кроме подразделений, узлами изображены и должностные лица, руководители производств.

 

 

Рис. 1.16. Линейная структура управления на предприятии,

изображенная в виде графа

5.2. В процессе проектирования АСОИУ или в результате ее развития рассматриваемая модель может изменяться по правилам той знаковой системы, в которой эта модель описана. Например, может быть решено, что в цехе 1 производства 2 следует установить две технологические линии, образовав в цехе два производственных участка. Тогда в графе на рис. 1.6. появятся дополнительно два узла, соединенные ребрами с узлом, соответствующим цеху 1. Узлам графа на рис. 1.6. могут быть сопоставлены веса, отражающие численность работников, могут быть сопоставлены и другие более сложные информационные структуры, типа списков работающих с информацией о заработной плате и должностях, а также видах и объемах работ, которые эти работники выполняют в процессе своей деятельности. В результате на этом графе можно ставить и решать различные задачи, связанные с расчетом заработной платы и др.

5.3. Действуя таким образом, можно накапливать информацию об объекте управления АСОИУ и ее функциях и задачах управления, фиксируя при этом все новые компоненты и взаимосвязи между ними, получая при этом описания последовательных состояний проекта и формируя тем самым все более адекватную модель реальной создаваемой или развивающейся АСОИУ. В этом процессе последовательных изменений моделей автоматически доказывается и адекватность конечной модели, так как на каждом этапе производится оценка правильности всех проводимых с моделью операций. Иными словами, описанный подход к моделированию самоорганизующихся АСОИУ становится своеобразным механизмом, как проектирования, так и развития системы.

По своей структуре, целям и функциям АСОИУ организационных систем относят к классу больших систем. Основными признаками АСОИУ, характеризующими ее как большую систему, считают следующие признаки:

I. Иерархичность структуры, т.е. возможность выделения отдельных элементов с устойчивыми пространственно-временными связями, имеющими подчиненный характер. Подчиненность выражается как структурным местоположением элементом подсистем, так и распределением управляющих функций.

II. Адаптация и самоорганизация системы в целом и отдельных ее подсистем. Поскольку нельзя создать АСУ, удовлетворяющую запросам пользователей в будущем, и она должна развиваться по мере изменения характера объекта управления и целей функционирования, то необходимо заложить в системе возможность ее совершенствования, т.е. адаптирования к изменениям внешней среды.

III. Наличие ЭВМ в подсистемах различных рангов для оптимизации принимаемых решений, преобразования и обработки источников информации.

Широкий спектр систем, попадающих под определение АСОИУ (в дальнейшем, согласно ГОСТа просто АС), требует их классификации по ряду признаков. К основным из этих признаков можно отнести следующие признаки:

По уровню управления различают следующие АСОИУ:

- межгосударственные

- общегосударственные

- отраслевые и межотраслевые

- предприятий и объединений (фирм)

- подразделений предприятий

- технологических процессов или операций.

По назначению или характеру объектов управления различают следующие АСОИУ:

- административные

- общественно-политические

- коммерческие

- оборонные

- транспортные

- производственно-технические и др.

По характеру решаемых задач различают АСОИУ:

- стратегические (например, перспективного планирования отрасли или фирмы)

- тактические (например, текущего планирования фирмы)

- оперативные

- информационные.

По степени использования выходных результатов различают следующие АСОИУ:

- информационно-справочные

- информационно-советующие

- информационно-управляющие.

По структуре различают АСОИУ:

- централизованные

- иерархические

- децентрализованные.

По характеру протекающих в объекте управления процессов различают АСОИУ:

- предприятиями с непрерывным производством

- предприятиями с дискретным производством

- предприятиями с дискретно-непрерывным производством.

По выполняемым функциям различают три класса АСОИУ:

1) АСУП – автоматизированные системы управления производством; 2) АСУТП – автоматизированные системы управления технологическим процессом; 3) САПР – системы автоматического проектирования.

АСУП создаются как человеко – машинные системы, предназначенные для автоматизации управления производственно–хозяйственной деятельностью на предприятии или какой–либо другой организации. Они представляют собой сложную иерархическую, многоуровневую систему, состоящую из коллектива работников аппарата управления, комплекса технических средств (КТС), различных методик и инструкций по управлению объектом, носителей данных, т.е. документов и технических носителей информации. Как всякая сложная система, АСУП подразделяется на подсистемы, органические взаимодействия которых при реализации задач управления обеспечивает достижение основной цели АСУП – оптимизацию принятия управленческих решений.

АСУП обычно интегрируется как элемент в АС более высокого уровня организационного управления – отраслевые АСОИУ или АСОИУ крупными компаниями, возможно межгосударственными или территориально-отраслевыми АС.

Появление второго класса АСОИУ – АСУТП связано, во-первых, с развитием автоматических устройств и совершенствованием технологического оборудования и, во-вторых, со значительным усложнением всех функций управления технологическими процессами. Принципиально важным для создания АСУТП было появление оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), промышленных роботов, управляемых ЭВМ, обрабатывающих центов и т.п.

Под АСУТП в настоящее время понимают человеко-машинную систему, которая при участии операторов, технологов, диспетчеров, контролеров, в реальном масштабе времени обеспечивает автоматизированное управление процессом изготовления изделий из исходных материалов в соответствии с заданной технологией и установленными технико-экономическими критериями. К АСУТП можно отнести и АСОИУУ воздушным движением, управлением боевыми операциями.

По степени охвата управляемого процесса АСУТП делятся на локальные, т.е. управляющие отдельными станками, агрегатами, линиями, участками, и комплексные, которые управляют группами установок, цехами, имеющими АСУТП как подсистемы.

По степени участия человека в управлении технологическими процессами различают информационные, информационно-советующие и управляющие АСУТП.

Третий класс АСОИУ – САПР, предназначен для реализации автоматизированных процедур проектирования тех или иных объектов. Под САПР обычно понимают организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющую автоматизированное проектирование тех или иных объектов. Об этом мы будем подробно говорить в следующем, т.е. весеннем семестре.

Автоматизированные системы управления рассмотренных классов (АСУП, АСУТП и САПР) различаются, прежде всего, по виду информации, отражающей только одну определенную сторону деятельности автоматизированного объекта управления: организации, предприятия или объединения. Однако на практике реализация функций управления связана с необходимостью получения и переработки всей информации о состоянии управляемого объекта на данный момент времени с целью выработки оптимального решения.


Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 470; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!