Адаптация системы к изменениям внешней среды. Адаптивное управление.

Адаптивная система в кибернетике — система, которая в процессе эволюции и функционирования демонстрирует способность системы к целенаправленному приспосабливающемуся поведению в сложных средах. Адаптивная система может приспосабливаться к изменениям как внутренних, так и внешних условий. Адаптивные системы — системы способные к адаптации. Различают: • пассивную адаптацию (реагирование системы на изменение окружающей среды) • активную адаптацию(воздействие системы на окружающую среду). Адаптивные системы подразделяются на самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы. В первом случае в соответствии с изменениями внешней среды меняется способ функционирования системы, а во втором — меняется структура, организация системы. Формы поведения и динамики адаптивных систем весьма разнообразны. В частности, они проявляются в изменении поведения системы в условиях флуктуаций среды с целью поддержания существенных переменных в определенных границах или сохранения основных свойств и т. д. (то есть осуществляют гомеостаз). Наиболее простые формы адаптивного поведения обнаруживаются у регуляторов в технических системах с обратной связью, если объект регулирования (управляемую систему) рассматривать как (окружающую) среду функционирования регулятора. Система в целом при этом может быть и неадаптивной. Самоорганизующиеся и высокоорганизованные адаптивные системы обладают, кроме того, способностью так изменять внешнюю среду, чтобы изменение собственного поведения системы не являлось необходимым. Они в состоянии изменять (адаптировать) внешние условия для достижения собственных целей. Если управляемая система и (окружающая) среда стационарны, то адаптивная управляющая система по истечении определенного периода времени накапливает необходимую информацию, устраняет неопределенность, и качество адаптивного управления приближается к качеству оптимального управления в условиях полной информации. В самоорганизующихся системах характеристики объекта управления меняются во времени и устранить неопределенность полностью не удается. Однако в тех случаях, когда процесс адаптации быстро сходиться к оптимальному процессу, качество адаптивного управления может мало отличаться от оптимального. Поведение адаптивных систем является дуальным. С одной стороны, невозможно осуществить эффективное управление, не зная характеристик управляемой системы, с другой — можно изучать эти характеристики в процессе управления и тем самым улучшать управление, стремясь к оптимальному. В этом случае управляющие воздействия носят двойственный характер: они служат средством как активного изучения, познания управляемой системы для будущего, так и непосредственного управления в текущий момент. В адаптивных системах (управления) всегда существует известное противоречие между познавательной и направляющей функциями управляющих воздействий. Адаптация системы к меняющимся условиям происходит благодаря появлению элементов, обладающих необходимыми для функционирования системы свойствами, причем благодаря не просто появлению таких элементов (имеется в виду не только появление новых элементов, но и возникновение у «старых» элементов новых признаков), а избыточности таких элементов-признаков. Увеличение числа сходных элементов лежит в основе прогрессивного развития систем, так как является предпосылкой для дальнейшего отбора элементов, дифференциации и интеграции структур. Вместе с тем увеличение числа сходных элементов – простейшее средство для увеличения надежности воспроизведения, для интенсификации функций и расширения связей с внешней средой. Периоду адаптации (устойчивости системы) соответствует постоянное накопление приспособительных признаков широкого значения, нарастание универсализма системы. В результате флуктуаций в системе возникают регулирующие сигналы, которые изменяют, приспосабливают структуру системы так, чтобы система продолжала функционировать необходимым образом. Период адаптации – это период эволюционных преобразований, которые связаны лишь с количественными изменениями в системе. Структурная устойчивость при этом не нарушается. Понятие структурной устойчивости играет важную роль в теории самоорганизации. Адаптивное управление — совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления. Подобные системы управления называются адаптивными. Адаптивное управление широко используется во многих приложениях теории управления. Основной фактор эффективности адаптивного управления — время. От умения менеджера управлять своим рабочим временем и рабочим временем подчиненных, быстро и правильно реагировать на изменения ситуации зависят будущее организации, эффективность ее деятельности. Роль адаптивного управления возрастает в следующих ситуациях: • в период выхода организации из кризиса (антикризисное управление); • при внедрении инноваций (инновационное управление); • в случае осуществления организационных изменений.

26. Закон необходимого разнообразия и его значение в управлении. «Разно-образие» системы управления как необходимое условие эффективного и оптимального управлении.

Закон необходимого разнообразия. По определению У. Р. Эшби, первый фундаментальный закон кибернетики заключается в том, что разнообразие сложной системы требует управления, которое само обладает некоторым разнообразием. Иначе говоря, значительное разнообразие воздействующих на большую и сложную систему возмущений требует адекватного им разнообразия её возможных состояний. Если же такая адекватность в системе отсутствует, то это является следствием нарушения принципа целостности составляющих её частей (подсистем), а именно - недостаточного разнообразия элементов в организационном построении (структуре) частей.

Ограничение разнообразия в поведении управляемого объекта достигается только за счет увеличения разнообразия органа управления (управленческих команд). Чтобы достигнуть минимума разнообразия выходных реакций (результатов деятельности) системы, управляющий орган должен быть способен к выработке определенного минимума команд и сигналов. Если его мощность ниже минимума, он не способен обеспечить полное управление.

Процесс управления в конечном счете сводится к уменьшению разнообразия состояний управляемой системы, к уменьшению её неопределенности. В соответствии с этим законом, с увеличением сложности управляемой системы сложность управляемого блока также должна повышаться. Поэтому все большее усложнение аппарата управления корпорациями, холдингами, финансово-промышленными группами, и т. п. организациями и их частями в современных условиях - это закономерный процесс. Другое дело, что восполнять разнообразие управляющей системы нужно за счет внедрения компьютерных и других прогрессивных технологий управления и математических методов, а не за счет привлечения дополнительных людских ресурсов.

Закон необходимого разнообразия^* имеет принципиальное значение для разработки оптимальной структуры системы управления. Если центральный орган управления при сохранении разумных размеров не обладает необходимым разнообразием, то следует развивать иерархическую структуру, передавая принятие определенных решений на нижние уровни и не допуская, чтобы они превращались в передаточные инстанции. Неудовлетворительные результаты проводимой в стране экономической реформы объясняются неадекватной реакцией органов управления. В стране увеличивается разнообразие форм собственности, разновидностей структурных формирований объектов управления, моделей хозяйствования и т. п. В соответствии с этими изменениями необходимо систему управления таким развитием привести в соответствие с законом необходимого разнообразия (обеспечить льготное кредитование структурных преобразований, разумное налогообложение развивающихся предприятий, государственную политику подготовки и переподготовки кадров и т. п. ).

С позиции теории управления главнейшим моментом, характеризующим сложность системы, является её разнообразие. Поэтому определение степени оптимального разнообразия при разработке любых систем - организации производства, планирования, обслуживания, оперативного управления, систем оплаты труда и т. д. - является одним из наиболее важных и первоочередных этапов использования кибернетики при проектировании и функционировании организации.

Этот вывод хорошо подтверждает и народная мудрость: "Ум хорошо, а два лучше", "Один в поле не воин". Заболевание организма человека очень часто связано с отсутствием необходимого и достаточного разнообразия в рационе питания, режиме работы и отдыха. Таким образом, соблюдение закона необходимого и достаточного разнообразия в проектировании и функционировании организационных систем повышает их эффективность и наоборот.