Теория управления

Тео́рия управле́ния в наука о принципах и методах управления различными системами, процессами и объектами.

Основами теории управления являются кибернетика и теория информации.

Суть теории управления: на основе системного анализа составляется математическая модель объекта управления (ОУ), после чего синтезируется алгоритм управления (АУ) для получения желаемых характеристик протекания процесса или целей управления.

Данная область знаний хорошо развита и находит широкое применение в современной технике. В социально-экономических системах теория управления посвящена приемам и методам анализа, прогноза и возможностям регулирования деятельности различных общностей людей (мирового сообщества, региональных объединений, наций, общественно-хозяйственных групп). Теория управления, как любая наука, имеет свою методологию и методическое обеспечение. Однако в области естествознания и техники теория управления имеет гораздо больше успехов, чем в социально-экономической сфере, где, очевидно, действует ограничение, вытекающее из принципа в «система не может объяснить саму себя».

История

Первое самоуправляемое устройство было построено Ктезибием из Александрии (примерно в 250 году до н.э.). Его водяные часы использовали сифон как регулятор потока воды. До этого изобретения считалось, что только живые существа способны модифицировать свое поведение в ответ на изменения в окружающей среде.

Следующим шагом в развитии саморегулирующихся систем управления с обратной связью стали регулятор паровой машины Джеймса Уатта (1736в1819), и термостат Корнелиса Дреббеля (1572в1633).

Математическая теория устойчивых систем с обратной связью была разработана в XIX веке.

В связи с развитием паровых машин, потребовались регуляторы, которые могли бы автоматически поддерживать установившийся режим их работы. Универсальность математических методов, полученных в данной теории, перевела ее в область наук, занимающихся изучением абстрактных математических объектов, а не их конкретных технических реализаций.

Родоначальником непосредственно «математической теории управления» можно считать Александра Михайловича Ляпунова в автора классической теории устойчивости движения (1892)

Определение и задачи

Кибернетика установила, что управление присуще только системным объектам. Для них характерно понижение энтропии, направленность на упорядочение системы.

Процесс управления можно разделить на несколько этапов:

1. Сбор и обработка информации.
2. Анализ, систематизация, синтез.
3. Постановка на этой основе целей. Выбор метода управления, прогноз.
4. Внедрение выбранного метода управления.
5. Оценка эффективности выбранного метода управления (обратная связь).

Конечной целью теории управления является универсализация, а значит согласованность, оптимизация и наибольшая эффективность функционирования систем.

Методы управления

Методы управления, рассматриваемые теорией управления техническими системами и другими объектами, базируются на трёх фундаментальных принципах:

1. принцип разомкнутого (программного) управления,
2. принцип компенсации (управление по возмущениям) - такие системы управления применяются при ограниченном диапазоне изменений внешней среды,

в зависимости от полноты информации о внешней среде системы управления по возмущениям могут обладать важным свойством: управление по возмущениям с полной информацией обеспечивает полную компенсацию воздействий внешней среды. Системы, в которых достигается полная компенсация, называются инвариантными. В них управляющее воздействие поступает в объект управления одновременно с воздействием внешней среды, нейтрализуя его. Однако в открытых системах предусмотреть все возможные возмущения затруднительно. Кроме того, функциональные зависимости между возмущающими и управляющими воздействиями могут быть неизвестны. Поэтому управление по возмущениям с неполной информацией приводит к накоплению ошибок.

1. принцип обратной связи.

Управление можно разделить на два вида:

• стихийный: воздействие происходит в результате взаимодействия субъектов (синергетическое управление);
• сознательный: планомерное воздействия объекта (иерархическое управление).

При иерархическом управлении цель функционирования системы задается её надсистемой.

Примеры современных методов управления:

• Нелинейное управление
• Теория катастроф
• Адаптивное управление
• Построение оптимальных робастных регуляторов
• Игровые методы в управлении
• Интеллектуальное управление

Внедрение выбранного метода управления

При внедрении чего-нибудь нового всегда существует предрасположенность к возникновению революционной ситуации, когда «верхи не могут управлять по-новому, а низы не желают жить по-старому». Поэтому должен быть разработан также алгоритм переходного процесса, который обеспечил бы бесконфликтный переход систем к новому для них виду функционирования.

Классификация

Имеются следующие наиболее общие подходы к теории управления:

• Процессный подход основывается на идее существования некоторых универсальных функций управления.

• Системный подход сложился на базе общей теории систем: система в это некая целостность, состоящая из взаимозависимых подсистем, каждая из которых вносит свой вклад в функционирование целого.

• Ситуационный подход рассматривает любую организацию как открытую систему, постоянно взаимодействующую с внешней средой, следовательно, и главные причины того, что происходит внутри организации, следует искать вне её, то есть в той ситуации, в которой она реально функционирует.

• Универсальный подход сложился на базе научной школы Универсологии, теории Универсального управления, теории переходных процессов, теории относительности сознания, и рассматривает любую систему в совокупности ее вертикальных и горизонтальных связей.
• Субстратный подход, основанный на структурной оптимизации стратегии и принимаемых решений посредством выявления субстратов (ключевых моментов эффективности) в значимых классах информационного контекста управленческой ситуации. Процесс построения такой структурно-субстратно-оптимальной стратегии называют структурной оптимизацией.

Литература

• Михайлов В. С. Теория управления. в Киев: Выща школа, Головное издательство, 1988.
• Бесекерский, В. А., Попов, Е. П. Теория систем автоматического регулирования. в СПб.: Профессия, 2004. в 749 с. ISBN 5-93913-035-6.
• Мирошник, И. В., Никифоров, В. О., Фрадков, А. Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. в СПб.: Наука, 2000. в 548 с. в (Сер.: Анализ и синтез нелинейных систем).
• Тюкин И. Ю., Терехов В. А., Адаптация в нелинейных динамических системах, (Серия: Синергетика: от прошлого к будущему), Санкт-Петербург: ЛКИ, 2008. в 384 с. ISBN 978-5-382-00487-7
• Новиков Д. А. Теория управления организационными системами. 2-е изд. в М.: Физматлит, 2007. в 584 с.
• Румянцев А. А. Эффективное управление: принятие обоснованных и оптимальных решений, интеллект и логика. в ООО «Контраст», Краматорск, 2003 год. в С. 32.

• Философия управления обществом, провинцией, фирмой в этнокультурном и реформационном аспектах в теории и методологии субстратного подхода / Отв. ред. А. А. Гагаев, А. А. Румянцев. в Саранск, 2009 год. в С. 79,324,340,366. в 696 с. в 150 экз. в ISBN 978-5-98344-094-4

См. также

• BABOK Руководство к Своду знаний по бизнес-анализу
• Исследование операций
• Оптимальное управление