Смекни!
smekni.com

Применение информатики, математических моделей и методов в управлении

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГОПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ

ФАКУЛЬТЕТПРИКЛАДНОЙМАТЕМАТИКИ

КАФЕДРАМАТЕМАТИЧЕСКОГОМОДЕЛИРОВАНИЯ,ПРОЦЕССОВ ИТЕХНОЛОГИЙ

РЕФЕРАТ

НА ТЕМУ:«ПРИМЕНЕНИЕИНФОРМАТИКИ,МАТЕМАТИЧЕСКИХМОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВВ УПРАВЛЕНИИ»

По дисциплине:«Введение вспециальность»


Ижевск-2003

Оглавление

I. Введение

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.

II. Применениематематикив управлении

1. Общее представлениеоб управлении.

а) Понятие обуправлении

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.

б) Виды задачуправления

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.

в) Понятие обисследованииопераций

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.

2. Оптимизацияпроцесса управления.

а) Критерийкачества управления

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.

б) Ограничения,накладываемыена 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.

в) Постановказадачи оптимальногоуправления

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.

3. Математическоеописание объектауправления.

а) Структураобъекта управления

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 будутве­личины

Переменную

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.

III. Применениеинформатикив управлении

1. Наука кибернетика

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.

2. Автоматизированныесистемы управления(АСУ).

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.

IV. Заключение

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.

Список литературы

  1. Беллман Р.Динамическоепрограммированиеи современнаятеория управления.М.: Наука, 1969.

  2. Гейтс Б. Бизнессо скоростьюмысли. М.: ЭКСМО-Пресс,2001.

  3. Дудорин В.И.Моделированиев задачах управленияпроизводством.М.: Статика, 1980.

  4. Коршунов Ю.М.Математическиеосновы кибернетики.М.: Энергоиздат,1972.

  5. Математикаи кибернетика.М.: Знание, 1981, №8;1991, №№ 3, 12.

  6. Применениематематическихметодов и ЭВМ.Минск: Высшаяшкола, 1989.


I.Введение

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.

II. Применениематематикив управлении

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.

III. Применениеинформатикив управлении

1. Кибернетика

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.

2. Автоматизированныесистемы управления(АСУ).

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.

IV.Заключение

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.