ГОУ ВПО Московской области Международный университет природы, общества

ГОУ ВПО Московской области Международный университет природы, общества и человека «Дубна» ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Факультет комплексной безопасности Кафедра «Безопасность социальных и технических систем» Теоретические основы управления социально -техническими системами Категории достаточно общей теории управления Доцент кафедры БС и ТС СПб. ГПУ Ермилов Валерий Владимирович E-mail: kafedranb@mail. ru

Что на рисунках? Запомни! 1

Что на рисунках? Запомни! 2

Что на рисунках? Запомни! 3

Что на рисунках? Запомни! 4

Кривая Эббингауза 5

5 а

Достаточно общая теория управления 6 Поскольку любой процесс в Мироздании может быть интерпретирован, как процесс управления и/или самоуправления, постольку понятийный и терминологический аппарат ДОТУ является обобщающим и с его помощью можно единообразно описывать разные процессы: общеприродные, биологические, технические, социальные, процессы психической деятельности и другие.

Что это даёт? 7 Единообразное описание процессов управления и самоуправления с привлечением достаточно общей теории управления позволяет: 1. прочно стоять на общем фундаменте всех частных наук, 2. легко входить в любую науку, 3. находить язык со специалистами разных отраслей знания и деятельности при разработке единых проектов (междисциплинарных), 4. объединить разрозненные научные знания и прикладные навыки в гармоничную целостность, необходимую для безопасной жизнедеятельности и устойчивое развитие людей, коллективов, обществ в системе природа - общество- человек. 5.

Разберёмся с семантикой слова «управление» 8 (Семантика (фр. sémantique от др. греч σημαντικός — обозначающий — наука о понимании (значении) определённых знаков, последовательностей символов и других условных обозначений; раздел семиотики. ) Управление Воля У – пра - в(о)ление как свобода, право как настойчивость, решимость Праведность Неопределённость Правда Справедливость Право Порочность Мораль нравственность Закон Беззаконие Управоление: есть слово и есть образ, следовательно, будет и понимание! Менеджмент – слово есть, а образа нет, не будет и понимания!

Вариант объяснения смыслова «управление» 9 Управление - это волевая добровольно и ответственно осуществляемая деятельность человека и общества (индивидуального и соборного разумов), направленная на достижение целей, вытекающих из праведности, правды и справедливости в гармонии с Космосом и Природой на основе закона сохранения развития Жизни.

Разберёмся со словом «менеджмент» 10 Английское слово «management» происходит от латинского корня «манус» - рука. Первоначально относилось к сфере управления животными и обозначало искусство управления лошадьми. Один из синонимов – руководитель. Согласны? Менеджмент – означает разработку, создание и максимально эффективное использование (управление) социально-экономических систем. А если вдуматься в слова и первоначальные смыслы?

Возможный образ менеджера Менеджер – кучер, табунщик, наездник. Топ-менеджер? 11

Слово «управление» рождает образы и слова Объект Субъект Связь Прямая связь Обратная связь Цель Среда Информация Не все слова понятны, не все вызывают образы. Давайте и сейчас подберём синонимуы. 12

Субъект и объект управления Субъект управления Управляющий Кучер Водитель Директор Учитель Офицер Кинорежиссёр Писатель Источник слухов Токарь Пастух Вожак Лидер Пастырь Автопилот Психика Падающая вода Объект управления Управляемый Лошадь Автомобиль Подчинённые Ученики Солдаты Зрители Читатели Население Станок Бараны Стадо Толпа Паства Самолёт Поведение человека Турбина 13

Объекты управления 14 Управление жизнью общества в техногенной цивилизации Управление объектми и процессами в разных сферах Управление (менеджмент) в техносфере Космос Сферы БЖД ОТ и ТБ Природа Экол. безоп. Техносфера БТП и П НХК УЗЧС Отрасль, регион Общество Семья Мировая эк. Человек Предприятие

Схема управления (замкнутая схема управления) СРЕДА Цель, задание Воздействие внешней среды Прямая связь Субъект управления Обратная связь 15

16 Вектор целей управления. Цель – это идеальный, желаемый, конечный результат, то к чему стремится система. Вектор здесь и далее – это не указатель направления, а синоним термина «упорядоченный по приоритетам (важности, значимости) перечень целей. а Туда 1. 2. 3. 4. Хочу

Главное содержание понятия «управление» Любое управление – это приведение объективного процесса к субъективно выбранной цели (вектору целей управления) из объективного множества возможных целей. Чем меньше вероятностная предопределенность достижения этой цели, тем выше должен быть профессионализм управленца. 17

Основные наборы информации в процессе управления Вектор текущего состояния КП 18 Вектор ошибки управления Управление – процесс информационный

Вектор целей управления n 1 мешок 19 1 мешок для еды 2 мешок для посева Последовательность отказа при недостатке Значимость для жизни падает З мешок для попугая 4 мешок для кваса 5 мешок для обмена

Вектор состояния контрольных параметров 20 1 мешок Для еды 2 мешок для посева Последовательность отказа при недостатке Значимость для жизни падает 3 мешок для попугая 4 мешок пуст 5 мешок пуст

Матрица управления Показатель Вектор целей управления Вектор текущего состояния контрольных параметров Вектор ошибки управления Концепция управления Вектор управляющего воздействия Человек Семья Род Народ Общность народов Цивилизация 21 Человечест во в ГИП

Полная функция управления 22 Для реализации любого процесса управления и движения объекта управления к субъективно выбранной цели из множества объективно возможных целей необходимо выполнить определённый алгоритм – действия, упорядоченные в определённой последовательности - – полную функцию управления. Мухаммед аль-Хорезми (ок. 780 - ок. 850) Алгори тм, от имени учёного аль-Хорезми (перс. [ﺧﻮﺍﺭﺯﻣی al-Khwārazmī]) — точный набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя достижения результата решения задачи за конечное время. Алгоритм — это последовательность действий, направленных на получение определённого результата за конечное число шагов

Полная функция управления (ПФУ) 23 n ПФУ описывает циркуляцию информации в процессе управления от момента формирования субъектом вектора цели до завершения процесса управления n ПФУ – это последовательность действий: Опознавание фактора среды, с которым сталкивается интеллект (фактора, воздействующего на систему) 2. Формирование стереотипа распознавания этого фактора на будущее 3. Формирование вектора целей управления в отношении этого фактора и внесение его в общий вектор 4. Формирование целевой функции (концепции) управления 5. Организация управляющей структуры 6. Контроль за деятельностью структуры в процессе управления 7. Ликвидация структуры при необходимости, или поддержание её работоспособного состояния до следующего использования 1.

Полная функция управления 24 Полная функция управления – это необходимый и достаточный перечень последовательных действий (алгоритм) управления. Состав этапов ПФУ может быть расширен, но перечисленные семь должны присутствовать всегда. При выпадении первых трех, а так чаще всего и бывает, властный орган реальной властностью не обладает и в силу преобладания в деятельности сиюминутных интересов и целей, т. е. высокочастотных процессов, находится в состоянии концептуальной неопределенности и в итоге замыкается на чуждый интересам населения СЭО замысел.

25

Управление - информационный процесс n В ходе которого 26 Каким должен быть вектор управляющего воздействия для Субъект управления Принимает решение изменения вектора состояния контрольных параметров О прошлом поведении объекта в близких условиях Решение может приниматься на основе информации О состоянии внешней среды Об отклонении контрольных параметров Прогнозной информации о возможном поведении ОУ В зависимости от принятого решения строятся разные схемы управления

Типы схем управления 27 Возможные схемы управления: n n n Программная схема управления; Программно-адаптивная схема управления; Схема управления предиктор-корректор (предуказатель – поправщик) Эти схемы управления для ОДНИХ И ТЕХ ЖЕ объектов управления в ОДНИХ И ТЕХ ЖЕ УСЛОВИЯХ обеспечивают РАЗНЫЕ потенциальные возможности: n n n различную гибкость реагирования на возмущающие воздействия; различный максимально допустимый уровень качества управления; обеспечение разных запасов устойчивости. Схемы отличаются одна от другой распределением по элементам системы ПОЛНОЙ ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ.

28 Программная схема управления Внешняя среда U Управляющая система Z Программа U – вектор управляющего воздействия Z – вектор целей управления Zt – контрольные параметры Объект управления Zt

Программная схема управления Задающее (программу) устройство Объект управления 1. Управляющее воздействие формируется на основе описания системы. 2. Текущие воздействия внешней среды и внутренних изменений не учитываются 3. Обратные связи замыкаются через состоявшееся прошлое. 4. Преимущества: простота, надёжность, быстродействие, более низкая стоимость, эксплуатационные преимущества. 5. Недостатки: жёсткая заданность поведения, отсутствие адаптации, точность и качество управления зависят от точности, адекватности описания реальности. 29

30 Программная схема управления Расчётная точка встречи Цель УС УС – управляющая система

Особенности, достоинства, недостатки Особенности - внешние ОС отсутствуют - информация о возмущающих воздействиях не используется Достоинства Простота реализации - ВС КП не учитывается - управляющий сигнал есть функция времени Недостатки - информация о внешней среде и поведении ОУ учитывается на стадии проектирования Возможно большое отклонение от предписанного режима управления - качества управления определяется соответствием ОУ и программы реальным условиям эксплуатации Низкая устойчивость 31

Программно-адаптивная схема управления Внешняя среда U Управляющая система Z Объект управления ОС U – вектор управляющего воздействия Z – вектор целей управления Zt – контрольные параметры ОС – обратная связь Zt 32

Программно-адаптивная схема Внешняя среда Устройство управления ПС Объект управления ОС 1. Гибкая реакция на внешние и внутренние изменения. 2. Большая устойчивость по ряду параметров. 3. Возможность изменения программы поведения. 4. Недостатки: большая сложность, меньшая надёжность, меньшее быстродействие. 45

33 Программно-адаптивная схема управления Точка встречи Цель УС УС – управляющая система

Особенности, достоинства, недостатки Достоинства Особенности - внешние ОС присутствуют - информация о возмущающих воздействиях используется - ВС КП учитывается - управляющий сигнал есть функция реальных параметров среды и ОУ -управляющий сигнал есть однозначная функция программы - качество управления определяется полнотой учёта возмущений характеристиками СУ Возможность учесть возмущение и сформировать заранее ВУВ Возможно управлять по цепям ОС без измерения возмущений Качество управления выше, чем в схеме программного управления Недостатки Не все возмущающие воздействия можно учесть, поэтому система реагирует на следствие (отклонение), а не причину Резервы системы расходуются на компенсацию возмущений, а не на освоение потенциала развития 34

Схема управления «предиктор-корректор» Внешняя среда Управляющая система Предикторкорректор Программноадаптивный модуль U Объект управления Z ОС U – вектор управляющего воздействия Z – вектор целей управления Zt – контрольные параметры ОС – обратная связь Zt 35

46

Схема управления «предиктор-корректор» Расчётная точка встречи Цель УС УС – управляющая система 36 Точка встречи

Особенности, достоинства, недостатки Достоинства Особенности - управляющий сигнал есть функция прогнозной информации и реальных параметров среды и ОУ - внешние ОС присутствуют - информация о возмущающих воздействиях используется Возможность заранее сформировать ВУВ на основе прогноза Одному и тому же ВЦсответсвуют разные ВУВ и ВСКП Качество управления максимально достижимое Резервы системы расходуются на на освоение потенциала развития - ВС КП учитывается - качество управления определяется мерой понимания и адекватность модели ВЦУ Недостатки Сложность Требует высокой меры понимания, ответственности, самодисциплины 37

Режимы управления n Векторы целей управления и 38 соответствующие им режимы управления можно разделить на два класса: n балансировочные режимы — колебания в допустимых пределах относительно неизменного во времени вектора целей управления; n манёвры — колебания относительно изменяющегося во времени вектора целей и переход из одного балансировочного режима (или режима манёвра) в другой, при которых параметры реального манёвра отклоняются от параметров идеального манёвра в допустимых пределах.

Верхний предел 39 ДОПУСТИМЫЙ ПРЕДЕЛ t Нижний предел Контрольные параметры Верхний предел t Нижний предел Балансировочные режимы управления

40 сильные t слабые t Режим управления маневр .

Zt 41 Балансировочный режим 2 Балансировочный режим 1 маневр + t Совокупность балансировочных режимов и маневров в процессе управления

Способы управления 42 n Полная функция управления в процессе управления осуществляется бе. Зструктурным способом (управления) и структурным способом. n При структурном способе управления информация передаётся адресно по вполне определённым элементам структуры, сложившейся (или целесообразно сформированной) ещё до начала процесса управления. n При бе. Зструктурном способе управления таких, заранее сложившихся, структур нет. Происходит безадресное циркулярное распространение информации в среде, способной к порождению структур из себя при установлении информационноалгоритмических взаимосвязей между слагающими среду элементами.

Отличия структурного и бе. Зструктурного 43 способов управления n Структурный способ n Бе. Зструктурный способ n n n управления 1. Структура управления складывается до начала управления. 2. Информация циркулирует адресно. 3. Информация носит обязательный (директивный) характер. 4. Санкции в случае не выполнения. Управление строится на детерминированных связях n n управления 1. Структура может создаваться после начала управления. Информация циркулирует безадресно. Информация носит рекомендательный характер. Санкций нет в случае не выполнения. Управление строится на статистических закономерностях.

44

45

46

Устойчивость по предсказуемости 47 n Ключевым понятием теории управления является понятие: n n устойчивость объекта в смысле предсказуемости поведения в определённой мере под воздействием внешней среды, внутренних изменений и упра-воле-ния; или, если коротко, — устойчивость по предсказуемости. Управление в принципе невозможно, если поведение объекта непредсказуемо в достаточной для этого мере.

Основные категории достаточно общей теории управления Вектор состояния контрольных параметров Устойчивость по предсказуемости Вектор целей управления Балансировочный режим управления или маневр Структурный и бе. Зструктурный способы управления Основные категории ДОТУ Вектор ошибки управления Концепция Управления (Целевая функция управления) Вектор управляющего воздействия Суперсистемы Полная функция управления 48

Нравственноэтические основы. Праведность и порочность Психологические основы. Типы психики Мировоззренческие основы. Материя-Информация Мера Основы Общественной Безопасности ДОТУ Категории. Устойчивость по предсказуемости Социологические основы. Виды власти. Явление ГП и ВП. ТЭЛО и Анти. ТЭЛО Экономические основы. Продуктообмен. КФС и ППС. Энергоинвариант ДОП и ДПП Методологические основы. Диалектика жизни Исторические основы. ГИП. Закон времени 49 Естественнонаучные основы. LT система Идеологические и технологические основы.

Домашнее задание 1. Осваивать категории ДОТУ 2. Продолжать работу с учебником 50 «Устойчивое развитие…» 3. Подготовить сообщение по курсовой работе (до 5 минут). Определить объект, предмет, проблема, цели, задачи, актуальность… Ответить на 8 вопросов: Почему? Зачем? Что? Как? Где? Когда? Кто? Сколько?