МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГОПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ
ФАКУЛЬТЕТПРИКЛАДНОЙМАТЕМАТИКИ
КАФЕДРАМАТЕМАТИЧЕСКОГОМОДЕЛИРОВАНИЯ,ПРОЦЕССОВ ИТЕХНОЛОГИЙ
РЕФЕРАТ
НА ТЕМУ:«ПРИМЕНЕНИЕИНФОРМАТИКИ,МАТЕМАТИЧЕСКИХМОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВВ УПРАВЛЕНИИ»
По дисциплине:«Введение вспециальность»
Ижевск-2003
II.Применениематематикив управлении5
1. Общеепредставлениеоб управлении.5
в) Понятиеоб исследованииопераций7
2. Оптимизацияпроцессауправления.8
а) Критерийкачествауправления8
б) Ограничения,накладываемыена процессуправления9
в) Постановказадачи оптимальногоуправления10
3. Математическоеописание объектауправления.10
а) Структураобъекта управления10
III.Применениеинформатикив управлении12
Развитие производствав наше времяхарактерноневиданнымитемпами научно-техническогопрогресса.Ускорениетемпов научно-техническогопрогрессавлечет за собойнебывалый ростобъемов производстваи его концентрации.Возросшаясложность идинамичностьпроизводства,развитиеспециализациипредприятийи кооперирование,сложная производственнаяструктура,связи и взаимодействия,огромный объемвычислительныхработ, связанныхс планированиеми регулированиемхода производственногопроцесса, делаютзадачу координацииработы производственныхзвеньев предприятийвсе более сложными трудоемкимделом. Огромноеколичествоинформации,которую необходимокачественнопереработатьи представитьв виде планов,различногорода сводок,отчетов, рапортови т. п., вызываетмногократнуюперегрузкууправленческогоперсонала.Однако это нив какой мерене должно бытьтормозом дальнейшегосовершенствованияуправлениясовременнымпромышленнымпредприятием.
Посколькупроизводительныесилы находятсяв постоянномдвижении, неможет бытьнеизменнойи система управленияэкономикойОна должнапостоянносовершенствоваться,чтобы наилучшимобразом отвечатьвозрастающимпотребностями новым задачамразвитияобщественногопроизводства.На основе изученияэкономическихзаконов людипостоянносовершенствуютпрактику плановойработы, принципыи методы научногоуправлениянародным хозяйством.
В последнеевремя становитсявсе сложнееуправлятькакой-либосистемой, полагаясьтолько на своюинтуицию. Окружающийнас мир становитсясложнее и сложнее,и чтобы не потерятьсяв результатахсвоей деятельности,человек вынужденприбегать купрощению,обобщению исистематизированиюинформациис последующимее использованиемв виде математическихмоделей.
Но все равнодаже при максимальномупрощенииисследуемогообъекта полученнаякартина зачастуюочень сложна,и чтобы разобратьсяв ней человеческихвозможностейуже не хватает.Тогда в деловступает компьютерныесистемы, способныепросчитыватьвходные данные,создаватьмодели и делатькакие-либопрогнозы относительнообъекта исследования.Применениеинформатикив управленииочень широко,она охватываетвсе те области,где требуетсяработа с большимиобъемами данныхи она призванаосвободитьчеловека отрутинной работы,чтобы дать емувозможностьзаниматьсятворческойдеятельностью.Как это происходит,я рассмотрелв своем реферате.
Повсюдув окружающемнас мире (природе,технике, человеческомобществе) протекаютразличныепроцессы, характеркоторых зависитот множествасопутствующихим условий ифакторов. Изменяяусловия протеканияпроцессов,человек можетвлиять на иххарактер,изменять их,приспосабливатьк своим целям.Это вмешательствов естественныйход процесса,изменениеестественногохода процессаи представляетсобой сущностьуправления.Таким образом,можно сказать,что управлениепредставляетсобой такуюорганизацию,которая обеспечиваетдостижениеопределенныхцелей.
Для лучшегопониманиясущества процессауправлениярассмотримпример собаки,преследующейзайца. Для тогочтобы настичьзайца, собакадолжна определеннымобразом организоватьсвои действия,управлять ими.Следовательно,процесс преследованияявляется процессомуправления.
Началу преследованиядолжно предшествоватьпоявлениезайца, т. е. созданиетакой ситуации,при которойвозникаетопределеннаяцель, достижениекоторой являетсяили необходимымили желательным.Однако прежде,чем начатьпреследование,собака должнаоценить сложившуюсяситуацию исопоставитьее со своимижеланиямии возможностями.Оценка ситуациизавершаетсяпринятиемрешения о том,следует пытатьсядогнать зайцаили нет (заяцможет оказатьсядалеко и погонябесполезна,собака можетбыть утомленаи т. п.). Толькопосле того, какпринято решениео преследовании,собака приступаетк организациисвоего движения,ставя при этомцель догнатьзайца за кратчайшеевремя или принаименьшейзатрате сил.
В этом примереможно отчетливоразличитьчетыреэтапа,характерныедля любогопроцесса управления:
появлениецели,
оценка ситуации,
принятие решения
исполнениепринятогорешения.
Однако этаппоявления целипредшествуетначалу процессауправленияи его мы исключимиз рассмотрения.Учитывая также,что при управлениисложными процессамиоценка ситуациипроизводитсяна основе собраннойи соответствующимобразом обработаннойинформации,приходим кследующимтрем этапампроцесса управления:
сбор и обработкаинформациис целью оценкисложившейсяситуации;
принятыерешения о наиболеецелесообразныхдействиях;
исполнениепринятогорешения.
Иногда бываетнеобходим ещечетвертый этап:контрольисполнениярешения.
Различныевиды задачуправленияотличаютсядруг от другаспособом ипоследовательностьювыполненияэтих операций.
Имеется многозадач, в которыхмеханизмысбора информациии исполненияпринятогорешения отработанынастолькочетко, что надними можносовершенноне задумыватьсяпри осуществлениипроцесса управления.В таких задачахвсе рассмотрениепроцесса управлениясводится, посуществу, крассмотрениютолько второгоэтапа. Подобныезадачи получилиназвание одноэтапныхили одношаговыхзадач принятиярешения. Однакотакой подходв большинствеслучаев являетсяидеализациейи упрощениемреальногопроцесса управления.В действительностивсе этапы процессауправлениянаходятся втесной взаимосвязии этап принятиярешения требуетболее или менеедетальногорассмотрениявозможныхспособов реализациипринятогорешения. Так,для принятиярешения оботказе отпреследованиязайца нужноубедиться, чтопреследованиебесполезно,а для этогонужно хотя быгрубо проанализироватьвозможныеспособы преследования.
Иногда в подобныхслучаях процессуправленияразбиваетсяна несколькопоследовательныхшагов, причемрешение, принимаемоена каком-либошаге, зависитот результатоввыполнениярешения предыдущегошага. Такиепроцессы называютмногошаговымипроцессамипринятия решения.
Примером можетслужить процессуправленияракетой призапуске ее сЗемли на Луну.Здесь могутбыть выделеныследующие шаги:вывод ракетына околоземнуюорбиту, организациядвижения ракетыв направленииЛуны, переводракеты паокололуннуюорбиту, прилунение.
В данном примереотдельные шагимногошаговогопроцесса управленияполучилисьвполне естественно.Однако во многихслучаях разбиениесложного процессауправленияна шаги с четкимвыделениемвсех этаповуправленияна каждом шагеоказываетсявесьма труднойзадачей. Так,в процессепреследованиязайца приходитсяиметь дело снепрерывноменяющейсяситуацией,вызваннойстремлениемзайца уйти отпреследования.Собака должнанепрерывнооценивать этуситуацию инепрерывнопринимать всеновые и новыерешения, сообразуясьс изменяющейсяситуацией ине ожидаяокончательныхрезультатоввыполненияпредыдущихрешений. В подобныхзадачах мысталкиваемсяс непрерывнымидинамическимипроцессамиуправления.
Из приведенногорассмотрениявидно, насколькосложными иразнообразнымимогут бытьзадачи управления.Однако мы взначительнойстепени недооценилибы трудностьрешения этихзадач, если быне учли тогообстоятельства,что процессыуправленияпротекают, какправило, в сложнойокружающейобстановке.На протеканиепроцессовуправленияоказываютвлияние разнообразныевнешние факторы,совокупностькоторых частоназывают состояниемприроды. Длятого чтобыпринять правильноерешение о техили иных действиях,нужно оценитьрезультатыэтих действий,а для этогонеобходимознать характерситуации, вкоторой этидействияпредпринимаются.
Однако типичнымдля задач управленияявляется случай,когда имеющаясяинформациябывает илинедостаточнадля точнойоценки ситуации,или искаженапостороннимифакторами. Темне менее, недостаточностьинформациине снимаетзадачи принятиярешения. Особенностьзадач управленияименно в томи состоит, чторешение должнобыть обязательнопринято независимоот того, в состояниили мы точнооцепить результаты,к которым приведетпринятое решение.
Таким образом,в процессеуправлениявозникаетважная задачапринятия решенияв условиях,когда информацияо сложившейсяситуации илинедостаточна,или искажена.Данная задачаполучила названиезадачи принятиярешения в условияхнеопределенности.
Отметим ещеодин специфическийкласс задачуправления,которые связаныс деятельностьюкрупных промышленныхпредприятийи могут бытьназваны задачамиорганизационно-управленческогохарактера.
До промышленнойреволюциируководствомелким предприятиеммог осуществлятьвсего одинчеловек, которыйделал закупки,планировали направлялработу, сбывалпродукцию,нанимал и увольнялрабочих. Небольшиеразмеры предприятияпозволяли емуприниматьорганизационныерешения, неприбегая ккаким-либонаучным методами базируясьна своих знаниях,опыте, интуиции.Если некоторыеиз принятыхрешений былине наилучшими,то они или неприводили кбольшому ущербу,или могли бытьбыстро исправлены.
Укрупнениепромышленныхпредприятийсделало невозможнымосуществлениеадминистративныхфункций однимчеловеком.Появилисьруководителипроизводственныхотделов, отделовсбыта, финансовыхотделов, отделовкадров и др.Усиливающаясямеханизацияи автоматизацияпроизводствапривела к дальнейшемурасчленениюадминистративныхфункций. Так,производственныеотделы оказалисьразделеннымина более мелкиегруппы, занимающиесявопросамиэксплуатациии ремонта, контролякачества,планирования,снабжения,хранения готовойпродукции ит. п.
Каждое отдельноеспециализированноеподразделениекрупной организациивыполняетопределеннуючасть общейработы, руководствуясьобщими целямипредприятия.Однако у каждогоспециализированногоподразделениявозникают исвои собственныецели. Все этицели не всегдасогласуются,а иногда приходятв противоречиедруг с другом.
В качествепримера можнорассмотретьпроблему обеспеченияпредприятиязапасами.Отдельноеподразделениеможет бытьзаинтересованов значительномувеличениизапасов наскладе дляобеспечениябесперебойноговыпуска своейпродукции.Но при ограниченномобъеме складскихпомещенийэто приводитк снижениюзапасов длядругих подразделений.В результатевозникаетзадачаорганизационно-управленческоготипа — выработкатакой стратегиив отношениизапасов, котораябыла бы наиболееблагоприятнадля всего предприятияв целом.
При решенииподобного родаорганизационно-управленческихзадач необходимоочень тонкоепонимание целейотдельныхподразделенийи такое ихсогласование,чтобы они неприходили впротиворечиени друг с другом,ни с общимицелями всегопредприятия.Если при этомучесть, чтопринятие ненаилучшихрешений в условияхкрупного предприятияможет принестинемалый ущерб,то становитсяясно, что прирешенииорганизационно-управленческихзадач оказываетсянедопустимымбазироватьсятолько на личномопыте и здравомсмысле. Необходимынаучные методы.
Разработкойнаучных методоврешенияорганизационно-управленческихзадач занимаетсямолодая научнаядисциплина,получившаяназвание исследованиеопераций.В этой научнойдисциплинепод операциейпонимаетсянекотороеорганизационноемероприятие,проведениекоторого преследуетопределеннуючетко сформулированнуюцель, напримеррегламентациюхранимых наскладе запасов.Должны бытьзаданы условия,характеризующиеобстановкупроведениямероприятия,в частности,потребностио запасах иограниченияна складскиепомещения врассмотренномпримере. Цельюисследованияопераций являетсянахождениеи научноеобоснованиетаких способовпроведениямероприятия,которые внекоторомсмысле являютсянаиболее выгодными.
Специфическаяособенностьзадач организационно-управленческоготипа состоитв том, что последствиятого или иногоспособа ихрешения могутсущественноотразитьсяна работе всегопредприятия.Поэтому принятиеокончательногорешений всегдаотносится ккомпетенцииответственноголица, администратора,наделенногосоответствующимиправами, и выходитза рамки исследованияопераций.Исследованиеопераций преследуетлишь цель датьв руки администраторуобоснованныерекомендациипо принятиюрешения.
Таким образом,исследованиеоперацийпредставляетсобой научноенаправление,целью которогоявляютсяразработкаметодов анализацеленаправленныхдействий(операций) иобъективнаясравнительнаяоценка возможныхрешений. Хотяисследованиеоперацийпредставляетсобой самостоятельноенаучное направление,возникшеев годы второймировой войныпри решениизадач ПВО вАнглии (т. е.историческираньше появлениякибернетики)однако прирешении отдельныхзадач оно широкоприменяетметоды кибернетики.
Задачууправлениямы будем в дальнейшемрассматриватькак математическуюзадачу. Однаков отличие отмногих другихматематическихзадач она имеетту особенность,что допускаетне одно решение,а множестворазличныхрешений [Л. 42]. Этосвязано с тем,что в задачахуправленияимеется, какправило, многоспособов организациикакого-либопроцесса, которыеприводят кдостижениюпоставленнойцели. Так, впроцессе погониза зайцем собакаможет по-разномуорганизоватьхарактер своегодвижения, призапуске ракетына Луну можновыбирать различныетраекториидля полетаракеты и т. п.Поэтому задачууправленияможно былобы ставить какзадачу нахожденияхотя бы одногоиз возможныхспособов достиженияпоставленнойцели. Однакотакая постановкавопроса обычнобывает недостаточна.
Если имеетсямножестворешений какой-либозадачи, товозникаетдобавочнаязадача — выбратьиз этого множестварешений такое,которое с какой-либоточки зренияявляется наилучшим.Можно привестимного примеровтаких задач.Так, имеетсямного способовдля склеиваниякоробки излиста картоназаданных размеров.Добавочнойзадачей можносчитать задачуполучениякоробки максимальнойвместимости.Из одного городав другой можнопроехать, пользуясьразличнымивидами транспорта:железнодорожным,воздушным,водным, автобусным,автомобильным.Добавочнойзадачей можносчитать выбор,наиболее выгодноговида транспортас точки зрениявремени проезда,стоимости,удобства, привычеки т. п. Аналогичноеположение имеетместо я в задачахуправления.
В тех случаях,когда цельуправленияможет бытьдостигнутанесколькимиразличнымиспособами, паспособ управленияможно наложитьдобавочныетребования,степень выполнениякоторых можетслужить основаниемдля предпочтенияодного способауправлениявсем другим.
Во многихслучаях реализацияпроцесса управлениятребует затратыкаких-либоресурсов: затратвремени, расходаматериалов,топлива, электроэнергии.Следовательно,при выбореспособа управленияследует говоритьне только отом, достигаетсяли поставленнаяцель, но и о том,какие ресурсыпридется затратитьдля достиженияэтой цели. Вэтом случаезадача управлениясостоит в том,чтобы из множестварешений, обеспечивающихдостижениецели, выбратьодно решение,которое требуетнаименьшейзатраты ресурсов.
В другихслучаях основаниемдля предпочтенияодного способауправлениядругому могутслужить иныетребования,накладываемыена системууправления:стоимостьобслуживания,надежность,степень близостиполучаемогосостояниясистемы к требуемому,степень достоверностизнаний о состоянииприроды и т. п.
Математическоевыражение,дающее количественнуюоценку степенивыполненияналоженныхна способ управлениятребований,называетсякритериемкачества управления.Наиболеепредпочтительнымили оптимальнымспособом управлениябудет такой,при которомкритерий качествауправлениядостигаетминимального(иногда максимального)значения.
При выборе,например, режимаполета за критерийкачества управленияможно принятьили выражениедля количестватоплива, расходуемогона единицупути, или путь,проходимыйза счет единицытоплива. Наиболееэкономичному,т. е. оптимальному,режиму будетсоответствоватьили минимальное(в первом случае),или максимальное(во второмслучае) значениекритерия качествауправления.
Приведенноеопределениеоптимальногоуправлениябудем рассматриватькак предварительное.Более строгоеопределениебудет данопосле рассмотренияограничений,налагаемыхна процессуправления.
Задачунахожденияоптимальногоуправленияили управлениявообще следуетсчитать несуществующей,т. е. не вызывающейникаких проблем,если на характердвижения системыне наложеноникаких ограничений.Так, проблемыпогони за зайцемвообще несуществовалобы, если бы собакамогла мгновеннопреодолетьрасстояние,отделяющееее от зайца.Следовательно,при решениизадачи управлениянельзя не считатьсяс тем обстоятельством,что движениелюбой системывсегда подверженоразличногорода ограничениям.
Для более ясногопредставленияо встречающихсяограниченияхрассмотримконкретныйпример управленияавтомобилем.Осуществляяпроцесс управления,водитель долженсчитаться стем, что автомобильимеет ограниченнуюмощность двигателя,а значит, можетвести лишьограниченныйгруз с ограниченнойпредельнойскоростью.Благодаряинерционностискорость автомобиляи направлениедвижения могутизменятьсялишь с ограниченнымпо величинеускорением.Это означаетневозможностьмгновеннойостановки илимгновенногоизменениянаправлениядвижения вслучае возникновениянепредвиденнойопасной ситуациии в свою очередьограничиваетскорость движения.При выборемаршрута водительвынужден считатьсяс ограниченнымзапасом горючегов баке и необходимостьюпополненияэтого запасав пути и т.п.
В общем случаеимеется двавида ограниченийна выбор способауправления.Ограничениямипервого видаявляются самизаконы природы,в соответствиис - которымипроисходитдвижение управляемойсистемы. Приматематическойформулировкезадачи управленияэти ограниченияпредставляютсяобычно алгебраическими,дифференциальнымиили разностнымиуравнениямиобъекта управленияи их часто называютуравнениямисвязи. Второйвид ограниченийвызван ограниченностьюресурсов,используемыхпри управлении,или иных величин,которые в силуфизическихособенностейтой или инойсистемы немогут или недолжны превосходитьнекоторыхпределов.Математическиограниченияэтого видавыражаютсяобычно в видесистем алгебраическихуравнений илинеравенств,связывающихпеременные,описывающиесостояниесистемы.
Задачу управленияможно считатьсформулированнойматематически,если:
сформулированацель управления,выраженнаячерез критерийкачества управления;
определеныограниченияпервого вида,представляющиесобой системудифференциальныхили разностныхуравнений,ограничивающихвозможныеспособы движениясистемы;
определеныограничениявторого вида,представляющиесобой системуалгебраическихуравнений илинеравенств,выражающихограниченностьресурсов илииных величин,используемыхпри управлении.
Способ управления,который удовлетворяетвсем поставленнымограничениями обращает вминимум (максимум)критерий качествауправления,называетсяоптимальнымуправлением.
Ту физическуюсистему, процессамив которой мыуправляем,будем называтьобъектом управления.Объекты управлениямогут бытьвесьма разнообразныи иметь самуюразличнуюфизическуюприроду. Этомогут быть:
техническиеустройства:автомобиль,самолет, ракета,токарный станок,технологическийпроцесс и т.п.;
производственныепредприятия:отдел, цех, завод,отрасльпромышленности;
экономическиесистемы: экономикапредприятия,экономикаотрасли промышленности,экономикагосударства;
биологическиесистемы; социальныесистемы и т.д.
То обстоятельство,что закономерности,которым подчиняютсяпроцессы управления,являются общимидля объектовуправлениялюбой физическойприроды, позволяетрассмотретьобщую структуруи дать общеематематическоеописание процессауправления.
Обозначимчерез
переменную,определяющуюсостояниеобъекта управления.Иногда онаявляется одномернойили скалярнойвеличиной. Этомогут быть уголповорота валадвигателя,скорость самолетаили ракеты,давление парав котле паровоймашины, количествопредметов наскладе, количествосамолетов,базирующеесяна аэродроме,и т. п.Однако вбольшинствеслучаев дляописания объектауправлениятребуется неодна, а несколькопеременных
.При описаниимеханическихсистем величины представляютсобой координатыили скоростидвижущихсячастей. Например,в электрическихсистемах величины будут токамиили напряжениями;в экономикеэто могут бытьпроизводственныемощности илиресурсы отдельныхотраслейпромышленности;Во всехрассмотренныхслучаях состояниеобъекта управлениябудет описыватьсямногомерной,т. е. векторнойпеременной
,компонентамикоторой будутвеличиныПеременную
будем далееназывать переменнойили векторомсостоянияобъекта управления.Величины
могут изменятьсянепрерывнов некоторомдиапазонезначений илиприниматьконечное множествозначений. Впоследнемслучае величина будет такжеприниматьконечное множествозначений и ее -езначение будемобозначатьчерез .Тогда множество
будетпредставлятьсобой пространствовозможныхсостоянийобъекта управления.Иногдапространство будем называтьпространствомрешений, подчеркиваятем самым, чтовыбор некоторого представляетсобой возможноерешение задачиуправления.Если величины
могут изменятьсянепрерывно,т. е. принимаютбесконечноемножествозначений, топространствовозможныхсостоянийсистемы будет бесконечныммножеством.Однако и в этомслучае значения обычно не могутбыть какимиугодно. На нихмогут накладыватьсяограничения.Часто некоторыеили все переменные
удовлетворяютусловию неотрицательности ,что оказываетсявесьма удобнымпри численномрешении уравнений,описывающихпроцесс управления.Кроме того, вомногих задачах,например,экономических,величины немогут бытьотрицательнымипо своему физическомусмыслу (затраты,выпуск продукции,объемы перевозимыхтоваров, размещенныеразличнымобразом суммыденег и т. п.).Состояниеобъекта управленияможет зависетьот множестванеконтролируемыхили не полностьюконтролируемыхфакторов,определяемыхсовокупностьювнешних условий,в которых находитсяобъект управления.
Летчик, например,может регулироватьрежим самолетапутем изменениявысоты и скоростиполета, которыеявляются вданном случаеконтролируемымипараметрами.Однако на расходтоплива взначительнойстепени влияютвнешние атмосферныеусловия, которыелетчик можетлишь частичнопринимать вовнимание, нона которые онне может активновоздействоватьи даже точноих предвидеть.
То есть длятого, чтобысоздать модельуправленияпроцессом,необходимособрать данныеоб этом процессе,интересующиенас, привестиих к общемувиду, и толькопосле этогоони будут готовык созданиюмодели.
Кибернетикаявляется молодойнаукой, котораявозникла впервые годыпосле второймировой войныи развиваласьстоль стремительно,что к настоящемувремени завоевалапрочные позицииво многих областяхнауки и техники.Своими успехамикибернетикаобязана открытиюряда аналогиймежду функционированиемтехническихустройств,жизнедеятельностьюорганизмови развитиемколлективовживых существ.Эти аналогии,вытекающиеиз общих рассужденийметодологическогохарактера,кибернетикаподкрепиласозданиемматематическихметодов, позволившихс количественнойточки зренияописыватьпроцессы всистемах самойразнообразнойфизическойприроды. Принципыкибернетикинаходят широкоеприменениев автоматикеи телемеханике,теории связи,в экономикеи социологии,в биологии имедицине.Современныйсмысл термина«кибернетика»связан с именемкрупногоамериканскогоматематикаН. Винера, книгакоторого «Кибернетикаили управлениеи связь в животноми машине», вышедшаяв свет в 1948 г., положиланачало формированиюэтой новойнаучной дисциплины.
Возникновениекибернетикикак науки обуправлениинеразрывносвязано с общимтехническимпрогрессом,характеризующимразвитиепроизводительныхсил в современнуюэпоху.
До появлениякибернетикиосновные направленияразвития техникихарактеризовались,во-первых, созданиемустройств,служащих дляполучения ипреобразованияэнергии (например,паровые машины,турбины, генераторыэлектрическойэнергии, электрическиеи другие видыдвигателейи т. п.), и, во-вторых,созданиемустройств,служащих длявоздействияна окружающуюприроду. Основноевнимание втаких устройствахобращаетсяна энергетическиесоотношения,и важнейшимпоказателемих работы являетсякоэффициентполезногодействия.Сравнительнаяпростота техническихустройств неставила проблемууправленияими на особоеместо. Человекодновременноработал и управлялобъектом своейработы. Необходимуюдля управленияинформациюон получалнепосредственноот своих органовчувств, наблюдаяза результатамиработы.
Однако прогресстехники в серединеXX века привелк созданиюстоль сложныхтехническихсистем, задачиуправлениякоторыми сталипревышатьфизиологическиевозможностичеловека. Вконце второймировой войнытакой задачейявилась задачасозданияавтоматическойсистемы управлениязенитным огнем,которая прискоростяхсамолетов,сравнимых соскоростьюзенитногоснаряда, моглабы без участиячеловека следитьза курсом самолетов,осуществлятьрасчет их траекторийи наводку орудий.В подобныхсистемах напервое местовыдвигаютсязадачи полученияинформацииоб окружающейобстановке,обработки этойинформациис целью извлеченияиз нее пригодныхдля управленияданных и использованияэтой информациидля осуществленияцеленаправленныхдействий, т. е.задачи созданияустройств,служащих длясвязи и управления.Необходимостьрешения этихзадач привелак быстромупрогрессу вобласти теориисвязи, вычислительнойтехники иавтоматики,что положилоначало развитиютех идей, которыепозднее явилисьфундаментомкибернетики.
Устройствасвязи и управлениясущественноотличаютсяот упоминавшихсявыше техническихустройств втом отношении,что энергетическиесоотношенияв них не играютсущественнойроли и основноевнимание обращаетсяна способностьих передаватьи перерабатыватьбез искажениябольшие количестваинформации.Так, в линиирадиосвязилишь ничтожнаядоля энергии,излучаемойантеннойрадиопередатчика,достигаетприемникаи к. п. д. получаетсячрезвычайнонизким. Однаколиния радиосвязисчитаетсяхорошей, еслисообщенияпо ней передаютсяс малыми искажениямии не подверженывлиянию помех.Таким образом,главные процессыв устройствахсвязи и управления— это процессыпередачи ипереработкиинформации,а не процессы,связанные спреобразованиеми использованиемэнергии.
Понятие системы,наряду с понятиемуправления,являетсяфундаментальнымпонятием кибернетики.Любая реальносуществующаясистема состоитиз конкретныхобъектов, вкачестве которыхмогут выступатьтехническиеустройства,люди, управляющиеэтими устройствами,материальныересурсы и т. п.Эти объектысвязаны междусобой и с окружающиммиром определеннымисвязями, представляющимисобой силы,потоки энергии,вещества, информации.Однако кибернетикаотвлекаетсяот физическогосодержаниясвойств объектови связей ирассматриваетреальную системукак абстрактноемножествоэлементов,наделенныхобщими свойствамии находящихсядруг с другомв некоторыхотношениях,определяемыххарактеромсуществующихсвязей. Такоепредставлениепозволяетотказатьсяот привычногоразделениясистем намеханические,электрические,химические,биологическиеи т. п. и ввестипонятие абстрактнойкибернетическойсистемы каксовокупностивзаимосвязанныхи воздействующихдруг на другаэлементов.
Рассмотрениесистемы каксовокупностиэлементов даетвозможностьпривлечь дляее математическогоописания аппараттеории множеств.При этом в рядеважных случаевсвязи междуэлементамиудобно описываютсяс помощью аппаратаматематическойлогики.
Встречающиесяна практикесистемы в зависимостиот их структурыи характерасвязей делятсяна детерминированныеи вероятностные.Детерминированнойназываетсясистема, законыдвижения которойточно известныи будущее поведениекоторой можнопредвидеть.Для вероятностнойсистемы нельзясделать точногопредсказанияее будущегоповедения.Примеромдетерминированнойсистемы можетслужить часовоймеханизм. Однакосистемы статистическогоконтроля продукции,системы прибытиякораблей вморские портыили запас товаровна складе, имеющембольшое числопоставщикови потребителей,являютсявероятностнымисистемами.
Задачи,которые решаеткибернетика,приводят вбольшинствеслучаев кнеобходимостирассмотрениядостаточносложных вероятностныхсистем, которыесостоят избольшого числаэлементов иимеют разнообразныеи разветвленныевнутренниесвязи. Именнок таким системамотноситсябольшинствопроизводственныхсистем, экономические,социальныеи биологическиесистемы. Дляматематическогоописания такихсистем нарядус теорией множестви математическойлогикой широкоприменяетсяаппарат теориивероятностейи методыматематическойстатистики.
Пока мыкоснулись лишьматематическихметодов, используемыхдля описаниякибернетическихсистем. Однакоцелью кибернетикиявляется управлениесистемами.Для сужденияо путях решенияэтой задачинеобходимочетко представитьсебе смыслтермина «управление».
В широкомсмысле словапод управлениемпонимаюторганизационнуюдеятельность,осуществляющуюфункции руководствачужой работой,направленнойна достижениеопределенныхцелей. Процессуправлениясостоит впринятии решенийо наиболеецелесообразныхдействиях втой или инойсложившейсяситуации. Человек,осуществляющийуправление,принимаетрешения, оцениваяокружающуюобстановкус помощьюинформации,получаемойот своих органовчувств, измерительныхприборов, другихлиц. Во многихслучаях этойинформацииоказываетсянедостаточнодля однозначнойоценки обстановки.Тогда человекиспользуетсвой опыт, своизнания, память,интуицию.Замечательнымсвойствомчеловека являетсяспособностьприниматьрешения вусловиях значительнойнеопределенностив отношенииокружающейобстановки.
Однако вусловиях современныхкрупных промышленныхпредприятийзнаний и интуициидаже у опытногоруководителяоказываетсянедостаточно,чтобы осуществлятьэффективноеуправление.В результатевозникают такиенедостаткив работе крупныхпредприятий,как трудностис регулярнымобеспечениемсырьем и материаламибез чрезмерногоувеличениязапасов, серьезныетранспортныепроблемы и т.п. Кибернетикаставит задачейоблегчениечеловеку процессапринятияответственныхрешений, возлагаяна автоматическиеустройствасбор и обработкубольших количествинформацииотносительносостоянияпроизводственногопроцесса, анализсложившихсяситуаций ивыработкурекомендацийотносительноцелесообразныхдействий.Автоматическиеустройства,осуществляющиесовокупностьтаких операций,называютсяавтоматизированнымисистемамиуправления.В основу работытаких системположены компьютеры.
Роль компьютерныхсистем в кибернетикенастольковажна, что наэтом вопросеследует остановитьсяподробней.
Первоначальнокомпьютерыиспользовалисьдля проведениятрадиционныхрасчетов, которыераньше занималимного часов,а теперь сталитребоватьсекунд. Но вскорестало очевидным,что огромноеувеличениескорости вычисленийсодержит в себекачественноновые явления.Если раньшепроектировщикили экономистиз всего множествавозможныхвариантоврешения какой-либозадачи могпроанализироватьлишь некоторые,которые емупо каким-топричинам казалисьдостойнымивнимания, Тотеперь открыласьвозможностьсравниватьвсе возможныеварианты ивыбирать наилучшийиз них. Так появилисьидеи оптимизации,которые в дальнейшемпривели к развитиюряда новыхразделов математики.
Далее оказалось,что ЭВМ, установленнаяна промышленномпредприятии,легко можетсправитьсяс обработкойбольших количествинформациио ходе производственногопроцесса иможет статьнезаменимымпомощникомчеловека приуправлениипроизводством.
Однако длятого, чтобыкомпьютерыможно былоиспользоватьдля целей управления,должны бытьразработаныматематическиеметоды, позволяющиеанализироватьимеющиеся видыинформации,отсеиватьненужную информациюи выделятьнаиболее существеннуючасть ее, использоватьэту информациюдля оценкисложившейсяситуации ивырабатыватьрекомендации,обеспечивающиенаиболее эффективноевыполнениецелей управления.Необходимостьрешения подобныхзадач привелак появлениютаких разделовматематики,как теорияинформации,теория игр,теория статистическихрешений, теориямассовогообслуживания,линейное идинамическоепрограммированияи ряд других.
Повышениепроизводительноститруда в управленческойдеятельности,особенно вусловиях концентрациипроизводствав рамках отдельныхпредприятий,производственныхи научно-производственныхобъединенийвозможно лишьпри условииего механизациии автоматизации.Одним из кардинальныхнаправленийповышенияуровня механизациии автоматизацииуправленческоготруда сегодняявляютсяавтоматизированныесистемы управления(АСУ). При этомуровень механизациии автоматизацииуправленческоготруда долженбыть, по меньшеймере, адекватенуровню механизациии автоматизациипроизводственныхпроцессов.
Современноепромышленноепредприятие— большая система.Ее успешноефункционирование,прежде всего,зависит отвнутреннейорганизованности.Мерой организованностилюбой системыявляется уровеньнакопленнойею информации,способностьнакапливатьинформациюи целенаправленноее использовать.Эти параметрыустанавливаютуровень совершенствасистемы и,следовательно,факт необходимостии пути повышенияее эффективностис целью гармоничногоразвития.
В процессеразвития системна некоторыхэтапах в разрезесформулированныхпараметровмогут обнаруживатьсядиспропорции.В чем же противоречивыпараметрыорганизованностисистем, еслидиспропорция,характеризующаяих совершенство,еще не определена?
На современныхпромышленныхпредприятияхнакоплена,систематическидополняетсяи совершенствуетсяинформация,на основе которойвырабатываютсяуправленческиерешения. Выработканаиболее рациональнойстратегии дляпрогнозированияповеденияпредприятийкак системзависит нанастоящем этапев большей мереот совершенствасредств обработкиинформации.Совершеннымв этом делесредствомявляется человек.Однако возможности«среднего»человека определенноограничены,в связи с чемчеловек напротяжениивсей историиразвития производствапреодолевали продолжаетпреодолеватьограничениесвоих личныхвозможностейи противоречияв параметрахорганизованностисистем за счетиспользованияв управлениикаждый раз всеболее совершенныхсредств. Последниминструментом,многократноувеличившимв управлениипроизводительностьего труда, являютсякомпьютерыи известныедостиженияматематики.
Таким образом,одной из начальныхзадач, подлежащихразрешениюуже на предпроектномэтапе разработкиАСУ, являетсяустановлениедля конкретныхусловий составаи мощностивычислительныхсредств иматематическихметодов длямоделированияэкономическихрасчетов сцелью должногоувеличенияпроизводительностиуправленческойдеятельностичеловека. Приэтом не исключено,что в простейшихситуацияхвполне допустимои оправданноограничитьсяспособностямичеловека.
Установлениефакта о необходимостиприменениясовременныхсредств вычислительнойтехники ицелесообразностииспользованияматематикидля определениястратегииповедениясистемы — первыйшаг разработчикаАСУ. Следующийшаг — разработкаобщей компоновкиАСУ в соответствиис известными«частными»принципамикибернетики.Здесь, преждевсего, должныпроявить себяпроцедуры,связанные сделением системпо горизонталии вертикали.
Высокоорганизованныесистемы едины,и, следовательно,функционированиевсех звеньевв них взаимообусловленои взаимозависимо.Однако системнаявзаимообусловленностьи взаимозависимостьздесь обнаруживаютсебя в единстведостиженияглавной цели,а не в абсолютномединстве системы.Равнение наобщую цель вразличныхфункциональныхзвеньях системыможет достигатьсяи в условияхлокальныхкритериевоптимальности,работающихна генеральнуюстратегию впределах своихпараметрическиххарактеристик.
Подобноеконструктивноерешение предопределяетих высокуюорганизованность.
Процедураделения системпо горизонталинаправленана соблюдениев АСУ одногоиз важнейшихпринциповкибернетики— принципаиерархии. Черезсоблюдениеэтого принципареализуетсястратегияцеленаправленногоповедениясистем как вовремени, таки в пространстве.Как минимум,этот принциппроявляет себяв делении системна два уровня.
Верхние уровни(каждый в своихестественныхили установленныхпределах) реализуютстратегиюповедениясистем наперспективу.На этих уровняхрассматриваютсявсе возможныеальтернативныерешения наразумную перспективуи, следовательно,привлекаетсяк расчетам всядоступнаяинформация.
Нижний уровень(нижние уровни)реализуюттактическиеходы системы,определяясиюмоментноеее поведениеили на ближайшийоперативныйпериод. На этомуровне поведениесистем должноопределятьсяминимумоминформациис целью выработкиза минимальныйинтервал времениуправляющихкоманд.
Таким образом,нижний уровеньуправлениятребует реализациив системемаксимальногоавтоматизма,верхние уровни— меньшего.
Процедураделения системпо вертикалинаправленана соблюдениев АСУ принципаделения целогона частное. Присоблюденииэтого принципасистема должнанаделятьсянеобходимойнадежностьюи быть экономичной.Реализуя этотпринцип в системе,наделяем ееодним из важнейшихкачеств: сбоив одной из подсистемв течениезапрограммированноговремени недолжны отражатьсяна поведениидругих и системыв целом. Этодостигаетсяпутем созданияспециальныхкомпенсаторови обеспечениялокальногофункционированияподсистем. Приэтом количествоподсистем, какправило, предопределяетсячислом функциональныхслужб (аппаратов),реализующихв системе решениевполне определенныхфункциональныхзадач. Числофункциональныхслужб и, следовательно,подсистем можетбыть меньшеили больше взависимостиот объемауправленческихработ. Функциональныеслужбы, т. е.подсистемыуправленияв этом случаебудут объединятьсяили разъединятьсяв зависимостиот функциональнойблизости задач,решаемых всоответствующихслужбах управления.Разумные границыделения системкак по горизонтали,так и по вертикалимогут определятьсятаким составомэкономическихрасчетов, которыеформализуютсяс помощьюфункциональногокомплексаматематическихи эвристическихалгоритмов.
В технике, ворганизациипроизводстваи даже в природеповсеместнонаблюдаютсяаналоги разумнойреализацииэтих принциповкибернетики.Однако соблюдениеих в системахпроявляетсяне однозначно.Каждый из объектовсвоей спецификойнакладываетна них ограничения.К числу наиболеепринципиальныхограничений,определяющихуровень и границыавтоматизации,относятсяскоротечностьуправляемогопроцесса идостоверностьинформации.
Ограничениепо скоротечностипроцесса проявляетсяглавным образомв установленииуровня автоматизациии определениипроизводительностивычислительныхсредств. Скоротечныепроцессы, требующиесистематическойвысокоскоростнойобработкиинформации,—это объектавтоматизации.Применительнок таким ситуациямдалее следуетлишь установить,какой производительностьюдолжен обладатькомплексвычислительныхсредств, обеспечивающихдолжный составрасчетов длявыработкиуправляющихкоманд. И наоборот,нескоротечныепроцессы, поведениекоторых можетбыть вполнецеленаправленнопредопределеноручным управлением,отвергаютприменениеавтоматическихсредств.
Ограничениепо достоверностиинформациипреимущественнопроявляет себяв части установленияграниц автоматизацииуправления.Если комплексинформационныхсведений неоднозначноописываетпроцесс, естественно,автоматизированныйпрогноз поведениясистемы будетстоль же недостоверен,сколь недостовернаисходная информация.Будет это ограничениеотвергатьавтоматизированноепрогнозированиеповедениясистемы илинет, ответ следуетискать в вероятностнойоценке совпаденияпрогноза свозможнымвариантомповедениясистемы.
Сформулированныесоображенияпо соблюдениюдвух принциповкибернетикии учету ограниченийпо уровню играницамавтоматизациипри разработкеАСУ затрагиваютлишь ее «габаритные»параметры.Оценки, характеризующие«внутренние»эксплуатационныесвойства систем,относятся кне менее важнымпараметрамАСУ. Для этоготребуетсясоблюдениепринципа одноразовойзаписи исходнойинформациии коммуникабельностиподсистем,обеспечениев системахсоизмеримостивсех вычислительныхсредств и другихустройств попроизводительности,обеспечениеблочного принципав комплектованииподсистем исистемы в целомнеобходимымсоставом рабочихпрограмм приусловии, чтоисключениеи включениеновых экономическихрасчетов вызоветлишь корректировкусхем их взаимодействияи т. д.
Кроме перечисленныхобщих принципиальныхсоображенийо путях повышенияуровня механизациии автоматизацииуправленческоготруда на основеАСУ должен бытьпринят во вниманиеи ряд частныхтребований.Современныесредства иметоды управленияуже сейчаспозволяютподнять уровеньавтоматизацииконструкторскихработ и технологическойпроработкиизделий (например,автоматизациясоставленияна основеконструкторскихспецификацийматериально-расцеховочныхведомостейи маршрутныхтехнологическихкарт, расширениепримененияна базе автоматизацииразработкитехнологическихпроцессовстанков с программнымуправлениеми автоматов).
Повышениеуровня автоматизацииуправленияв так называемыхчеловеко-машинныхсистемах идети будет далееразвиватьсяболее ускореннымитемпами в направленииасимптотическогосокращениядо ли участияв управлениичеловека исоответствующегоувеличениядоли автоматов.За человекомдолжен бытьоставлен лишьтворческийтруд и до минимумасокращенамонотоннаяи рутиннаяработа.
Дальнейшееразвитие АСУследует ожидатьв направлениирасширенияиспользованияв управлениибыстродействующейвычислительнойтехники. АСУсовременныхпредприятий,как правило,строятся нацентрализованномиспользованииЭВМ, сосредоточенныхв единых вычислительныхцентрах. Такойпринцип в должноймере можетобеспечиватьпотребностиверхнего уровняуправления,где разрешаетсяи в текущемпорядке корректируетсястратегияповедениясистем наперспективу.Нижние уровниуправления— цехи, производственныеучастки, гдеразрешаютсясиюмоментные,т. е. текущие,тактическиезадачи, центральнымвычислителемуспешно пользоватьсяне могут, таккак разрешениеих производственныхситуаций спомощью центральногопроцессорапроизводитсяв порядке очереди.В настоящеевремя сиюмоментныезадачи, разрешаемыена нижнем уровнеуправления,отданы на откупчеловеку —мастеру, плановику,распределителюработ. Далееих функциональнаяультраоперативнаямонотоннаядеятельность,которая ужесегодня по рядузадач можетбыть формализована,должна бытьпередана наразрешениемалым электроннымвычислительныммашинам. Использованиемалых ЭВМ совместнос более мощнымицентральнымипроцессорамив единой вычислительнойсхеме должноподнять напорядок машиннуюконфигурациютехническихсредств управленияи уровеньустойчивостиуправляемойсистемы.
РеализацияпоследнегонаправлениясовершенствованияАСУ возможнауже в ближайшеевремя на базеиспользованияединой системыэлектронныхвычислительныхмашин (ЕС ЭВМ).Кроме того,система ЕС ЭВМдолжна повыситьоперативностьуправлениясовременнымпроизводствомза счет существенногоувеличенияноменклатурыпериферийныхустройств,которые даютвозможностьиспользовать,по существу,все виды представленияданных привводе-выводе,организоватьработу вычислительнойсистемы вмультипрограммноми мультиплексорномрежиме, с абонентскимипунктами, линиямисвязи и телеобработкойинформации.
Переход на ЕСЭВМ, располагающихустройствамипрямого доступак информации,должен вызватьтенденцию ксокращениюнекоторыхпечатных формдокументови переходу надистанционнуюпередачу информациив режиме «запрос-ответ»с выводом наустройствасветовой индексации.
Указанныйкомплекс работпо дальнейшемуповышениюоперативностисистем управлениядолжен привестик значительномусокращениюцикла обработкикак исходной,так и выходнойдокументации,что, в свою очередь,повлечет засобой дальнейшийрост эффективностиавтоматизированныхсистем управленияв целом и в конечномитоге — повышениепроизводительноститруда как всфере управления,так и в производстве.
Указанныенаправлениясовершенствованияуправленческойдеятельностичеловека вусловиях примененияЭВМ во многомпредопределяютсяналичием алгоритмов,моделирующихво многих случаяхвесьма сложныеи в большинствеслучаев трудоемкиеобъемные иобъемно-календарныеплановые расчеты,а также расчетыпо составлениюразличныхкалендарныхграфиков, системноувязывающихво временимногообразнуюпроизводственную,научную иорганизационнуюдеятельностьпроизводственныхколлективов.В настоящейработе предлагаетсяряд в большинствеапробированныхалгоритмов,позволяющихв значительноймере автоматизироватьпроцесс тойчасти деятельностичеловека всфере управления,которая касаетсяразработкиэталонныхмоделей загрузкипроизводственныхмощностей, ходапроизводстваи его регулирования,прогнозированияиспользованияресурсов идругих технико-экономическихпараметровпроизводства.
Приведенныев работеэкономико-математическиеметоды и примерымоделированияна их основеэкономическихрасчетов являютсялишь прагматическимипредставителямизначительноболее широкогоперечня алгоритмов,применяющихсяв планированиии других экономическихрасчетах.
Как видно извсего вышесказанного,значениематематическихмоделей и информатикив управлениивелико. В ближайшие10 лет мир изменитсясильнее, чемза предыдущие50. И от того, насколькоправильно мысможем организоватьсвою жизнь,сможем четкоей управлять,зависит оченьмногое.
Стратегическийкурс на ускорениесоциально-экономическогоразвития нашейстраны предполагаетинтенсификациюпроизводствана базе научно-техническогопрогресса ивнедренияэффективныхформ управления.Это выдвигаетновые задачи,связанные сразработкойсовременныхметодов и средствисследованияи проектированияобъектов различнойприроды и назначения.
Несмотряна достигнутыев настоящеевремя успехив областиавтоматизациипроектирования,процесс созданияновых конструкций,машин и механизмовне может обойтисьбез творческогоучастия человека.Поэтому оттого, насколькотщательнопроведеномоделированиеисследуемогообъекта современнымиматематическимиметодами наэтапе аванпроектирования,зависит качествопроектирования.Практика показывает,что не выявленныена этом этапеошибки проектадорого обходятсязаказчику ипользователямсистем.
Для широкогоразвития работв данном направлениинеобходимоготовитьзначительноечисло инженеров-системотехников,математикови программистов,умеющих создаватьи применятьаппаратныеи программныесредствапроектирования.Трудностьзаключаетсяв том, что хотястоимостьприменяемойвычислительнойтехники в последнеевремя значительноснизилась засчет быстроразвивающейсямикроэлектроннойтехнологии,однако стоимостьпрограммногообеспеченияснижаетсягораздо медленнее.Так, по оценкамспециалистов,стоимостьпрограммногообеспеченияпроектируемыхсистем в настоящеевремя намногопревосходитстоимостьаппаратурыи составляетдо 90 % общей стоимости.Увеличениепроизводительноститруда при разработкеалгоритмическогои программногообеспеченияпозволит уменьшитьдиспропорциюв распределениисредств.
Проектированиеоптимальныхконструкцийи динамическихсистем невозможнобез использованиясовременныхматематическихметодов анализаи синтеза, поэтомув процесс обученияспециалистовв областиалгоритмическогои программногообеспеченияследует обязательновключать изучениеэтих методов.
Получениеоперативнойинформации,ее обобщение,умение выбратьи создать наоснове всегоэтого математическуюмодель – вотзалог нашегоуспешногобудущего.
Беллман Р.Динамическоепрограммированиеи современнаятеория управления.М.: Наука, 1969.
Гейтс Б. Бизнессо скоростьюмысли. М.: ЭКСМО-Пресс,2001.
Дудорин В.И.Моделированиев задачах управленияпроизводством.М.: Статика, 1980.
Коршунов Ю.М.Математическиеосновы кибернетики.М.: Энергоиздат,1972.
Математикаи кибернетика.М.: Знание, 1981, №8;1991, №№ 3, 12.
Применениематематическихметодов и ЭВМ.Минск: Высшаяшкола, 1989.
Развитие производствав наше времяхарактерноневиданнымитемпами научно-техническогопрогресса.Возросшаясложность идинамичностьпроизводстваделают задачукоординацииработы производственныхзвеньев предприятийвсе более сложнымделом. Но этоне должно бытьтормозом управлениясовременнымпромышленнымпредприятием.
В последнеевремя становитсявсе сложнееуправлятькакой-либосистемой, полагаясьтолько на своюинтуицию. Окружающийнас мир становитсясложнее и сложнее,и человек вынужденприбегать купрощению,обобщению исистематизированиюинформациис последующимее использованиемв виде математическихмоделей.
Но все полученнаякартина зачастуюбывает оченьсложна, и чтобыразобратьсяв ней, человеческихвозможностейуже не хватает.Тогда в деловступают компьютерныесистемы, способныепросчитыватьвходные данные,создаватьмодели и делатькакие-либопрогнозы относительнообъекта исследования.Применениеинформатикив управленииочень широко,она охватываетвсе те области,где требуетсяработа с большимиобъемами данныхи она призванаосвободитьчеловека отрутинной работы,чтобы дать емувозможностьзаниматьсятворческойдеятельностью.Как это происходит,я рассмотрелв своем реферате.
Управлениепредставляетсобой такуюорганизацию,которая обеспечиваетдостижениеопределенныхцелей.
Можно выделитьчетыре этапалюбого процессауправления:
появлениецели,
оценка ситуации,
принятие решения
исполнениепринятогорешения.
Различные видызадач управленияотличаютсядруг от другаспособом ипоследовательностьювыполненияэтих операций.
Задачу управлениямы будем в дальнейшемрассматриватькак математическуюзадачу. Однаков отличие отмногих другихматематическихзадач она имеетту особенность,что допускаетне одно решение,а множестворазличныхрешений. Этосвязано с тем,что в задачахуправленияимеется, какправило, многоспособов организациикакого-либопроцесса, которыеприводят кдостижениюпоставленнойцели.
Если имеетсямножестворешений какой-либозадачи, товозникаетдобавочнаязадача — выбратьиз этого множестварешений такое,которое с какой-либоточки зренияявляется наилучшим.
Математическоевыражение,дающее количественнуюоценку степенивыполненияналоженныхна способ управлениятребований,называетсякритериемкачества управления.Наиболеепредпочтительнымили оптимальнымспособом управлениябудет такой,при которомкритерий качествауправлениядостигаетминимального(иногда максимального)значения.
Чтобы просчитатьматематическуюмодель, человекприменяетинформатику,точнее, ее ветвь,кибернетику.
Кибернетикаявляется молодойнаукой, котораявозникла впервые годыпосле второймировой войныи развиваласьстоль стремительно,что к настоящемувремени завоевалапрочные позицииво многих областяхнауки и техники.Она являетсянаукой об общихзакономерностяхпроцессовуправленияи передачиинформации.
Первоначальнокомпьютерыиспользовалисьдля проведениятрадиционныхрасчетов, которыераньше занималимного часов,а теперь сталитребоватьсекунд. Но вскорестало очевидным,что огромноеувеличениескорости вычисленийсодержит в себекачественноновые явления.Открыласьвозможностьсравниватьвсе возможныеварианты ивыбирать наилучшийиз них.
Однако длятого, чтобыкомпьютерыможно былоиспользоватьдля целей управления,должны бытьразработаныматематическиеметоды, позволяющиеанализироватьимеющиеся видыинформации,отсеиватьненужную информациюи выделятьнаиболее существеннуючасть ее.
Повышениепроизводительноститруда в управленческойдеятельностивозможно лишьпри условииего механизациии автоматизации.Одним из направленийповышенияуровня механизацииуправленческоготруда сегодняявляютсяавтоматизированныесистемы управления(АСУ).
На современныхпромышленныхпредприятияхнакоплена,систематическидополняетсяи совершенствуетсяинформация,на основе которойвырабатываютсяуправленческиерешения. Выработканаиболее рациональнойстратегии дляпрогнозированияповеденияпредприятийкак системзависит нанастоящем этапев большей мереот совершенствасредств обработкиинформации.
Дальнейшееразвитие АСУследует ожидатьв направлениирасширенияиспользованияв управлениибыстродействующейвычислительнойтехники. АСУсовременныхпредприятий,как правило,строятся нацентрализованномиспользованииЭВМ, сосредоточенныхв единых вычислительныхцентрах.
Как видно извсего вышесказанного,значениематематическихмоделей и информатикив управлениивелико. В ближайшие10 лет мир изменитсясильнее, чемза предыдущие50. И от того, насколькоправильно мысможем организоватьсвою жизнь,сможем четкоей управлять,зависит оченьмногое.
Для широкогоразвития работв данном направлениинеобходимоготовитьзначительноечисло инженеров-системотехников,математикови программистов.
Есть, конечно,и проблемы.Например, трудностьзаключаетсяв том, что стоимостьпрограммногообеспеченияснижаетсягораздо медленнеестоимостиприменяемойвычислительнойтехники.
Проектированиеоптимальныхконструкцийи динамическихсистем невозможнобез использованиясовременныхматематическихметодов анализаи синтеза, поэтомув процесс обученияспециалистовв областиалгоритмическогои программногообеспеченияследует обязательновключать изучениеэтих методов.
Получениеоперативнойинформации,ее обобщение,умение выбратьи создать наоснове всегоэтого математическуюмодель – вотзалог нашегоуспешногобудущего.