Управление: качество и оптимальность

Управление для субъекта управленца в принципе вероятно лишь объективно существующими процессами (объектами), устойчивыми в смысле предсказуемости для субъекта-управленца. В случае если в предсказуемости и отношении объективности появятся иллюзии, то они позовут со временем в полной мере настоящее разочарование.

Наличие устойчивости по предсказуемости во многих случаях объективно разрешает процесс,развивающийся объективно, привести к субъективно выбранной прогнозной цели из множества (счётного либо несчётного, конечного либо безконечного) объективно вероятных вариантов развития процесса. Тут слово «объективно» подразумевает в первую очередь иерархически высшее объемлющее управление, поддерживаемое Всевышним.

Кроме этого субъект, опирающийся на устойчивую предсказуемость(,)в пределах иерархически высшего объемлющего управления(,) может разрешать ситуации конфликтного управления одним объектом, осуществляемого несколькими субъектами, приемлемым для себя образом. Выделенные жирным слова относятся и к началу предложения, и к концу его, потому, что иерархически высшее объемлющее управление стоит над обстановкой конфликта. Двезапятые забраны в скобки, потому, что причастный оборот для полноты понимания двойственного смысла направляться закрывать попеременно и в том месте, и в том месте.

Понятию «управление» постоянно сопутствует понятиекачество управления. Характеристики настоящего управления постоянно отличаются от совершенных, предписанных вектором целей управления. «Разность» вектора и вектора целей текущего состояния объекта даёт вектор неточности управления.

Векторы неточностей, в которых ни одна из частных неточностей управления не превозходит субъективно предписанных допустимых отклонений от совершенного режима, образуют допустимое множество векторов неточностей. Потому, что размерность вектора неточности (количество частных целей управления в его составе) возможно весьма громадна, то пользоваться вектором в целом для сопоставления различных процессов управления по одному и тому же неспециализированному для них вектору целей — не всегда комфортно.

Исходя из этого в случаях сопоставления, в то время, когда, во-первых, ни одна из частных неточностей не выходит за допустимые границы и, во-вторых, в то время, когда не поднимается вопрос о пересмотре иерархии приоритетов в векторе целей, предпочтительно иметь одну оценку вектора неточности, разрешающую отвечать на вопросы: прекрасно или не хорошо? лучше или хуже? Такая оценка именуется уровень качества управления; это — мера вектора неточности, другими словами обобщающая оценка всей совокупности частных неточностей управления, входящих в вектор неточности.

Полный список целей управления в векторе целей возможно разбить на группы и на базе компонент, входящих в каждую из них, выстроить личную оценку качества управления; а частные оценки свести в новый вектор неточности значительно меньшей размерности, чем изходный (в него возможно включить и неспециализированную оценку качества управления). Построение запасного вектора неточности управления, включающего в себя частные оценки качества управления, возможно нужным при анализе режимов манёвров, в то время, когда на различных стадиях манёвра неспециализированный вектор целей может поменять собственную размерность и иерархическую упорядоченность. В случае если вектор неточности возможно трактован в форме числового алгебраического п-мерного вектора (столбец чисел), то в качестве его меры может выступать какая-либо из норм[60] вектора (хотя бы его «протяженность» — диагональ параллелепипеда, выстроенного на компонентах вектора в п-мерном пространстве с ортогональным базисом).

В случае если принято некое правило построения оценки качества управления, то преобразование вектора неточности в оценку качества управления конкретно; обратный переход в силу многомерности пространства целей управления — многозначен и потому интереса не воображает.

Оценка качества управления неизменно субъективна: во-первых, субъективен выбор множества частных целей управления; во-вторых, субъективно устанавливается иерархия их значимости; в-третьих, на базе одного и того же вектора неточности возможно выстроить несколько обобщающую оценку всей совокупности частных неточностей, входящих в вектор, употребляя различные правила (методы) преобразований. Эти три фактора нужно учитывать кроме того при сопоставлении оценок качества управления однокачественными процессами, но управляемыми различными субъектами.

В обстановках же конфликтного управления одним и тем же объектом со стороны различных субъектов вопрос о качестве управления тем более многозначен. В зависимости от того, что конкретно каждым из субъектов-управленцев возпринимается в качестве частных ошибок и частных целей управления, складываются их вектора ошибок и вектора целей управления, в следствии чего при совпадении появляются коалиции объективных союзников, каковые разпадаются, в то время, когда процесс конфликтного управления затрагивает несовпадающие цели, что порождает в коалиции взаимно изключающие оценки неточностей управления.

Единственное изключение из субъективизма оценок качества управления появляется при сопоставлении совокупности однокачественных частных процессов в объемлющем ходе иерархически высшего управления. Оценка качества управления, выставленная Всевышним в иерархически Наивысшем управлении, объективна по отношению ко всякому из частных, положенных в него процессов.

* * *

В условиях многомерности вектора целей иерархически высшего объемлющего управления и положенных в него частных управлений может появляться занимательная и значимая для практики особенность. Разсмотрим положенный процесс управления, владеющий следующими особенностями: в его вектор целей входит некое количество частных целей иерархически высшего объемлющего управления, но иерархия целей в нём возможно кроме того обратной иерархии целей объемлющего управления.

Другими словами этот вектор целей возможно весьма примитивен в сопоставлении его с иерархически Наивысшим. Но управляющим субъектом наряду с этим наложены весьма твёрдые требования на частные неточности управления, попадающие в иерархически верховный вектор неточности, и процесс протекает в пределах этих твёрдых требований. Иерархически Наивысшая оценка качества управления в этом ходе, однако, может оказаться выше, чем у других положенных однокачественных процессов, чьи вектора целей соответствуют в основном иерархически Наивысшему вектору по частным их иерархии и целям, но вектора неточности управления «гуляют» в субъективно признанных допустимыми, но весьма широких пределах, не соответствующих требованиям Наивысшего управления.

* *
*

Из множества однокачественных процессов, управление которыми подчинено неспециализированным для них оценке качества и вектору целей управления, процесс, владеющий экстремальной (наивысшей либо наинизшей) оценкой качества управления, именуют оптимальным.

Говоря меньше, оптимальное управление — то управление, в котором достигается наибольший уровень качества управления.

Из этого разворачивается вся теория оптимального управления, выстроенная на принципе максимума оценки качества управления. Потому, что в базе понятия оптимальности лежат субъективно назначенные категории, характерные процессу управления, то понятие оптимальности также субъективно.

Чаще всего видится познание оптимальности в смысле минимума потребления ресурсов, в смысле больших либо минимальных черт объекта и в смысле минимума времени манёвра перехода из одного режима в второй. Как правило любой из видов оптимальности отрицает другие. Вероятны критерии оптимальности, выстроенные на комбинации нескольких частных параметров оптимальности.

Для оптимизации управления проектами, в осуществлении которых в различных местах и в различное время в некоем порядке участвует большое количество изполнителей (как физических, так и юрлиц), смогут быть применены так именуемые «сетевые способы». Всё, что входит в практику и теорию «сетевого планирования», произтекает из обнаружения пределов, разделяющих фазы работы и различные этапы в целом, на которых объективно вероятны однозначные оценки «выполнено — не выполнено», «достигнут ожидаемый итог — не достигнут» по отношению к каждому из фрагментов работы и работе в целом.

В случае если разделение работы в целом на фрагменты (этапы), разграниченные пределами контроля по факту «выполнено — не выполнено», изобразить графически, то схема проекта будет воображать собой сеть. В ней пределы начала завершения и контроля этапов следующих этапов предстанут как узлы, а этапы работы предстанут как линии, соединяющие узлы между собой.

Сетевые способы используются для оптимизации проектов в смысле успехи минимума времени исполнения работы в целом. Наряду с этим длительность этапов работ между контрольными пределами при представлении (отображении) замыслов работ в виде сетевых графиков задаётся на базе нормативной базы «технологического времени» ведения разных видов работ, порождаемой совокупностью бухучёта разходования ресурсов и хронометражём настоящих технологических операций при сложившейся организации работ на предприятии, а также в ряде случаев — на базе интуитивных оценок.

Созданы методы, разрешающие вычислить неспециализированную длительность исполнения проекта; распознать в проекте иерархию зависимости неспециализированной длительности проекта от возможности задержки исполнения каждого из этапов и т.п. Это всё разсматривается в особой литературе[61].

Сетевые способы смогут обслуживать метод способа динамического программирования, потому, что в некоторых иерархически многоуровневых моделях управляемых процессов шаговые выигрыши в способе динамического программирования смогут быть взяты на базе сетевых способов.

Оптимальное управление возможно единственным, но возможно и множественным потому, что одинаковые оценки качества управления смогут соответствовать некоему множеству векторов неточности управления. В этом случае нужно или пересмотреть критерий оптимальности, или дополнить его какими-то ограничениями на те либо иные компоненты вектора неточности управления, соотносясь с приоритетностью целей управления в векторе целей.

Во многих случаях распознать оптимальное управление не удаётся в силу сложности либо неприемлемых трудозатрат при ответе задачи о предсказуемости поведения объекта. В этом случае из всего множества вероятных вариантов управления направляться выбрать подмножество вариантов, в котором оценка качества управления достигает приемлемых значений и ограничиться одним из вариантов, пускай и не оптимального, но приемлемого по уровню качества управления.

В случае если соотноситься с полной функцией управления, то уровень качества управления обусловлено:

во-первых, концепцией управления (управленческим ответом);
во-вторых, качеством управления по принятой к осуществлению концепции.

Замкнутые совокупности

Практически во всех случаях объекты (процессы), с которыми мы имеем дело в жизни, не владеют свойством самоуправления в желательном для нас режиме. Соответственно этому событию мы и выясняемся перед необходимостью решать те либо иные задачи управления. Ответ их пребывает в том, дабы:

или распознать в объекте (ходе) некую совокупность управления и настроить её на управление объектом (процессом) в желательном для нас режиме;
или выстроить совокупность управления и связать её с объектом (процессом), руководить которым мы собираемся.

Да и то, и второе ведет к понятию «замкнутая совокупность»:

«Замкнутая совокупность» это — объект управления (процесс), находящийся во сотрудничестве со средой, и совокупность управления им, связанные между собой цепями обратных связей и прямых.

Назначение совокупности управления (как компоненты замкнутой совокупности) — производить управляющий сигнал и направлять его в среду и объект по прямым связям. Ясно, что совокупность управления обязана соответствовать как вектору целей управления, так и воздействию среды и объекту управления на него.

В самом неспециализированном смысле отображение и управление — неизменно обоюдная вложенность понятий, высказывающих эти процессы, и самих объективных процессов, протекающих в Объективной действительности. Управление — информационно-алгоритмический процесс — есть отображением: из среды и объекта, окружающей объект управления, в совокупность управления объектом — обратные связи; и из совокупности управления объектом в среду и объект — прямые связи. Прямые связи подразделяются на внутренние и внешние: локализованные в пределах системы и объекта управления им — внутренние прямые связи; уходящие из объекта и системы управления во окружающую среду — внешние прямые связи.

Подобным образом на внешние и внутренние подразделяются и обратные связи: те, по которым поступает информация о состоянии среды, положении объекта в ней, — внешние обратные связи; а те, по которым поступает информация о состоянии системы управления и элементов объекта им, — внутренние обратные связи.

* * *

Эти определения терминов «обратные» связи «и прямые», «замкнутая совокупность» содержат в себе кое-какие умолчания, значимые в контексте ДОТУ. Благодаря наличия этих умолчаний в контексте ДОТУ эти определения являются более неспециализированными, включающими в себя тот суть, что не характерен этим терминам в исторически сложившихся технических предположениях теории управления.

«Замкнутая совокупность управления, совокупность управления, в которой управляющее действие формируется в функции отклонения значения управляемой величины от требуемого закона её трансформации» (Громадная советская энциклопедия, изд. 3, т. 9, стр. 325).

Соответственно определениям для того чтобы рода, в то время, когда говорят о прямых и обратных связях в замкнутой совокупности, то имеют ввиду лишь связи с объектом управления, но не со средой. Наряду с этим под прямой связью знают управляющее действие, а под обратной — введение в совокупность управления информации о реакции объекта управления на управляющее действие.

По существу в определениях термина «замкнутая совокупность» для того чтобы рода речь заходит о том, что в замкнутых совокупностях информация, на базе которой во каждый момент времени вырабатывается управляющее действие, включает в себя и данные об управляющем действии, выработанном некогда в прошлом. Иными словами, кое-какие информационные потоки, проходящие через совокупность управления, замкнуты в кольцевом контуре их обращения, из этого и произтекает наименование термина «замкнутая совокупность».

Но имеется связки «объект + совокупность управления», в которых обратных связей в смысле обусловленности текущего управления управлением, выработанным в прошлом, нет. Такова программная схема управления (о ней обращение отправится потом). А в схеме управления «предиктор-корректор» (о ней также обращение отправится потом) кое-какие из связей, в случае если их относить к категории «обратных» в классическом понимании этого термина, замыкаются не через прошлое, а через прогнозируемое будущее в том смысле, что текущее управление включает в себя прогноз поведения управляемого объекта, в который входит и информация о вариантах текущего управления.

Наряду с этим в исторически сложившихся технических предположениях теории управления нет термина для обозначения связки «объект + совокупность управления» в общем случае разсмотрения. Исходя из этого, излагая ДОТУ, мы оказываемся перед выбором:

или как-то именовать эту связку (наряду с этим само слово «связка» очевидно не подходит благодаря его употребительности в самых различных контекстах);
или придать в контексте ДОТУ разширительное толкование терминам «обратные» связи «и прямые», «замкнутая совокупность».

В прошлых редакциях ДОТУ отыскал выражение разширительный подход, но он не был пояснён, что у некоей части читателей (особенно привычных с какими-то техническими предположениями теорий управления) приводило к вопросам.

В настоящей редакции мы сохраняем разширительный подход к толкованию упомянутых терминов, и потому в контексте ДОТУ направляться принять обратных связей и определения прямых с подразделением их на внешние (уходящие в средy) и внутренние (локализованные в пределах системы управления и объекта управления) так, как они даны ранее.

Кроме этого полезно ввести понятие «мощность связи». В каждом конкретном случае оно возможно выстроено (определенo по смыслу):

для прямых связей — на базе соотнесения мощности управляющего действия на объект либо среду, порождаемого совокупностью управления, с собственными чертями объекта управления (смотря по событиям, так при управления перемещением в смысле теоретической механики это возможно соотнесение сил управляющего действия с массой, с моментами инерции, с чертями моментов и сил сопротивления перемещению);
для обратных связей — на базе соотнесения мощности управляющего действия, порождаемого совокупностью управления, с параметрами, характеризующими отклонение объекта от заданного режима и параметрами, характеризующими действие среды на объект, реакцией на каковые есть вырабатываемое совокупностью управление.

Исходя из этого, дабы не плодить лишних терминов и не делать особых оговорок в отношении таких частных случаев управления, как программное управление (без обратных связей) и управление по схеме «предиктор-корректор» (в которой часть связей, каковые в классическом подходе возможно назвать как бы обратными, потому, что они замыкаются через прогнозируемое будущее), то и , если между системой управления и объектом имеется хотя бы одна сообщение не нулевой «мощности» — прямая либо обратная, — такую связку мы также будем именовать «замкнутой совокупностью».

И помимо этого, при соотнесении создания связки и процесса проектирования «объект управления + совокупность управления» с полной функцией управления все для того чтобы рода связки являются замкнутыми совокупностями, потому, что без ответа задачи о предсказуемости поведения они неосуществимы либо неработоспособны.

* *
*

Примером замкнутой совокупности есть — автомобиль с водителем. Автомобиль — объект управления. Шофер, ещё более совершенно верно, — его алгоритмика психики, — совокупность управления.

Обратные связи замкнуты через зрение, слух, вестибулярный аппарат и осязание водителя, а прямые — через его ноги и руки, влияющие на изполнительные органы: руль, педали, рукоятку переключения передач, кнопки и тумблеры. Помимо этого, иерархии замкнутых обратных связей и контуров прямых имеются в устройствах и системах автомобиля и в самом человеке.

Самоуправляющийся объект, в котором не удаётся выделить совокупность управления им, кроме этого представляет собой замкнутую совокупность, потому, что в нём самом имеет место кольцевая замкнутость прямого и обратного отображений в некоей иерархии контуров циркуляции информации. Примером для того чтобы рода самоуправляющихся объектов с нелокализуемой совокупностью управления есть сливной бачок унитаза с поплавковым регулятором уровня воды.

Совокупность управления не локализована в том смысле, что её нереально отличить от самого объекта, как вероятно отличить водителя от автомобиля либо блок автопилота от самолёта в целом. Помимо этого, и способом изъятия узлов в замкнутой совокупности с нелокализованной совокупностью управления нереально достигнуть ничего, не считая как привести её в аварийное либо в принципе неработоспособное состояние; в замкнутых совокупностях с локализованной совокупностью управления изъятие совокупности управления не нарушает в принципе работоспособности объекта управления.

Совокупность управления объектом (локализованная либо нет — всё равняется) в соответствии с вектором целей управления на базе информации о состоянии замкнутой окружающей среды и системы (т.е. на базе вектора состояния), в соответствии с интерпретации в совокупности управления причинно-следственных обусловленностей, иными словами, «объективных законов» существования замкнутой совокупности в среде, формирует управляющий сигнал, т.е. закодированную данные о том, каким должно быть управляющее действие, дабы поведение объекта отвечало вектору целей, а вектор неточности не выходил за допустимые пределы. Управляющий сигнал через прямые связи подаётся на изполнительные органы (и в вохдух при необходимости), что и снабжает управляющее действие на объект. По цепям обратных связей в совокупность управления в ходе управления подаётся информация о состоянии внешней среды, объекта, изполнительных органов, самой совокупности управления.

Другими словами управление — это единая упорядоченная совокупность разнокачественных действий, осуществляемых элементами, образующими замкнутую совокупность, воображающую собой иерархию преобразований информации и контуров циркуляции в ходе осуществления концепции управления, грамотного частными концепциями управления (целевыми функциями) в их совокупности. Управление — целостная функция: целостная в том смысле, что изъятие из неё тех либо иных этапов делает данное управление неосуществимым, т.е. концепцию неосуществимой, а цели недостижимыми.