Управление каким-либо объектом (объект управления - ОУ) есть воздействие на него в целях достижения требуемых состояний или выполнения определенных процессов. В качестве ОУ может служить Министерство РФ, муниципалитет нашего города, самолет, станок, электродвигатель и т.п.
Рассмотрим в общем виде задачу управления некоторой системой. Пусть состояние системы описывается переменной y A, где А - множеству возможных состояний системы. Значение y зависит от управляющих воздействий h U: y = G(h), где G(h) – функция управления. Предположим, что на множестве U х A задан функционал F(h, y), определяющий эффективность работы системы (с точки зрения управляющего органа). Величина K(h) = F(h, G(h)) называется эффективностью управления. Задача управляющего органа заключается в выборе такого воздействия h, которое максимизировало бы значение его эффективности.
С позиций особенностей функций управления системы разделяют на пассивные и активные.
Для пассивной системы зависимость y = G(h) является, фактически, моделью системы, отражающей законы ее функционирования. Для динамической системы эта зависимость может являться решением системы дифференциальных уравнений, для "черного ящика" – таблицей результатов эксперимента (эталонирования), и т.д. Общим для всех пассивных систем является их детерминированность, отсутствия у управляемого объекта свободы выбора своего состояния, собственных целей и средств их достижения. Пассивные системы относятся, как правило, к числу технических и технологических. Управление объектами с помощью технических средств без участия человека, которое имеет место, в основном, в промышленном производстве, называется автоматическим управлением. Совокупность ОУ и средств автоматического управления называется системой автоматического управления (САУ).
В активных системах управляемые субъекты (хотя бы один) обладают свойством активности, свободой выбора своего состояния. Помимо возможности выбора состояния, элементы активный систем обладают собственными интересами и предпочтениями, то есть могут осуществлять выбор состояния целенаправленно. Соответственно модель системы G(h) должна учитывать проявления активности управляемых субъектов. Считается, что управляемые субъекты стремятся к выбору таких состояний, которые являются наилучшими с точки зрения их предпочтений при заданных управляющих воздействиях, а управляющие воздействия, в свою очередь, зависят от состояний управляемых субъектов. Если управляющий орган имеет модель реальной активной системы, которая адекватно описывает ее поведение, то задача управления сводится к выбору оптимального управления, максимизирующего эффективность работы системы. В своем большинстве активные системы принадлежат к административно-хозяйственной области управления человеческими коллективами.
Варианты целей управления. В простейшем случае цель полностью описана. Например, необходимо попасть в определенное место за минимальное время. Этот вариант цели назовем «Попасть в точку».
Распространен вариант «Продвинуться дальше». Например, за заданное время изготовить как можно больше деталей. При заданном рекламном бюджете организовать наиболее эффективную рекламную кампанию. В этом варианте всегда существуют определенные критерии, по которым можно оптимизировать системы. В первом случае – число деталей. Во втором – эффективность рекламной кампании, которую можно измерить по увеличению числа покупателей и объема продаж.
Частный случай варианта «Продвинуться дальше» - как можно ближе подойти к заранее определенному идеальному состоянию (приблизиться к идеалу). Например, сконструировать двигатель, коэффициент полезного действия которого возможно ближе к идеалу - 100%. При этом необходимо уметь измерять степень близости к идеалу.
Развитием варианта «Попасть в точку» является вариант «Попасть в область». При управлении отопительными системами необходимо обеспечить температуру в помещениях в заданных пределах – от и до. Руководителям предприятия необходимо обеспечить попадание показателей финансово-хозяйственной деятельности предприятия в заданные интервалы.
Одна из наиболее важных целей как для отдельного человека, так и для организации – самосохранение, стремление сохраниться как самостоятельное целое, обеспечить равновесие с окружающей средой, стабильность и целостность. Именно самосохранение, а не максимизация прибыли является основной целью предприятия.
Для подразделения внутри организации обычно имеется конфликт между внешними и внутренними целями. Например, центральное руководство имеет целью получить от цеха возможно больше продукции при возможно меньшей оплате труда. В то время как руководство цеха желает прямо противоположного – несколько сократить выпуск продукции, но увеличить фонд оплаты труда. Аналогична ситуация и для организации во взаимоотношениях с внешним миром. Потребители хотят получить товары возможно более высокого качества при возможно более низкой оплате, а поставщики, наоборот, предпочли бы не заботиться о качестве, но зато увеличить цены.
Неизбежен конфликт между внутренними целями субъекта экономической жизни (от отдельного человека до групп стран) и внешними целями его окружения. Разрешение подобных конфликтов – одна из основных задач управления.
Критерии задач управления. Обычно субъект экономической жизни стремится достичь сразу многих целей. Например, он стремится одновременно следовать и внутренним, и внешним целям с минимальным конфликтом между ними. Например, простейший набор целей на день для студента может выглядеть так:
- посетить занятия;
- продвинуться в научно-исследовательской работе;
- пообщаться с товарищами по учебе;
- провести спортивную тренировку;
- несколько часов провести на работе, зарабатывая на свою личную жизнь;
- повстречаться с друзьями вне вуза;
- выполнить домашние задания, подготовиться к следующему учебному дню;
- отдохнуть вечером.
Совершенно ясно, что эти цели конкурируют между собой за время и силы студента. Среди них есть и трудно совместимые цели, как например - учеба и работа.
Многокритериальность реальных задач управления состоит в том, что необходимо оптимизировать систему сразу по нескольким критериям. Например, добиться максимизации прибыли при минимуме затрат. Теория управления предлагает два основных способа борьбы с многокритериальностью.
Первый из них состоит в том, чтобы превратить все критерии, кроме одного, в ограничения, и решать задачу оптимизации по оставшемуся критерию. Например, можно потребовать, чтобы затраты не превосходили заданной величины, и при этом условии максимизировать прибыль. Или принять, что прибыль должна быть не меньше заданной величины, а затраты при этом условии минимизировать.
Второй подход в борьбе с многокритериальностью состоит в том, чтобы на основе исходных критериев сконструировать один обобщенный и его оптимизировать. В рассматриваемом случае можно использовать рентабельность - частное от деления прибыли на затраты. При максимизации рентабельности находится наилучшее соотношение между затратами и прибылью.
Есть и другие методы борьбы с многокритериальностью. Например, можно выделить все варианты решений, при которых прибыль мало отличается от максимально возможной, а затем в этой области минимизировать затраты. Или выделить все решения, которые не хуже любого возможного решения хотя бы по одному критерию, а затем анализировать это множество решений.