Закономерности управления различными системами в теории организации

Любой целенаправленный процесс, происходящий в машине, живом организме или выполняемый человеком, представляет собой организованную совокупность операций, которые условно можно разбить на две группы: рабочие операции и операции управления.

Рабочие операции — это действия, необходимые непосредственно для выполнения процесса в соответствии с природой и законами, определяющими ход процесса. Например, процесс обработки детали на токарном станке состоит из таких рабочих операций, как закрепление детали, подача резца, снятие стружки и др.

Для достижения цели процесса рабочие операции должны организовываться и направляться действиями другого рода — операциями управления. Так, в процессе токарной обработки детали совершаются такие операции управления, как своевременное включение и выключение станка, поддержание заданного числа оборотов заготовки, целенаправленное изменение скорости, направления движения резца и т. п. Совокупность операций управления образуют процесс управления.

Система, в которой осуществляется процесс управления, называется системой управления. В структурном аспекте любую систему управления можно представить взаимосвязанной совокупностью объекта управления (управляемой подсистемы) и управляющего органа (управляющей подсистемы)Объектом управления могут быть отдельный механизм, машина, станок, агрегат, бригада рабочих или отдельный рабочий, цех или все предприятие, производственное объединение или отрасль народного хозяйства.

В качестве управляющего органа можно рассматривать устройство или человека, управляющих станком, агрегатом, механизмом. Управляющим органом являются также бригадир, осуществляющий руководство бригадой, управленческий персонал цеха, завода или отраслевого министерства.

Любой процесс управления должен быть целенаправленным. Это значит, что управляющему органу должна быть известна цель управления, т. е. информация, используя которую можно определить желаемое состояние объекта управления. Управляющий орган воздействует на объект управления так, чтобы его состояние соответствовало желаемому.

Объект управления представляет собой открытую систему, а значит, находится в динамическом взаимодействии с внешней средой. Влияние внешней среды на объект управления, как правило, носит неконтролируемый характер и выражается в случайном изменении его состояния. Воздействие окружающей среды на объект управления называют возмущающим воздействием.

Все сказанное позволяет дать более полное определение. Управление есть осуществление совокупности воздействий на объект, выбранных из множества возможных воздействий на основании программы управления, информации о поведении объекта, состоянии внешней среды и направленных на поддержание или улучшение функционирования объекта для достижения заданной цели. Или, иными словами, управление есть функция системы, направленная либо на сохранение ее основного качества (т. е. совокупности свойств, утеря которых приводит к разрушению системы), либо на выполнение некоторой программы, обеспечивающей устойчивость функционирования и достижение определенной цели.

Соответственно системой управления называют систему, в которой реализуются перечисленные выше функции управления. В системе управления, таким образом, всегда можно выделить, как минимум, две подсистемы: управляющую и управляемую. Первая осуществляет собственно функции управления, вторая является объектом управления.

Характерной чертой общей теории управления является совместное изучение процессов управления на производстве, в технических устройствах и в живых организмах. Что же дает нам право сравнивать процессы управления в столь отличающихся качественно друг от друга системах?

Чтобы установить наличие позволяющих это делать аналогий, рассмотрим несколько общих блок-схем управления, относящихся к различным системам. Воздействие руководителя на управляемый объект может осуществляться механическим путем — при помощи рычагов или гибких тяг, гидравлического или пневматического привода; электрическим путем — изменением подводимых токов и напряжений или изменением частоты переменных токов, серий электрических импульсов и т. п.; при помощи устных распоряжений — по телефону или по любому другому каналу связи, если управляемый объект, например цех, конвейер или завод, имеет исполнителей, управляющих агрегатами в соответствии с волей руководителя.

Все перечисленные и многие другие средства передачи сигналов управления образуют цепь управления объектом или связующую линию — прямую цепь воздействия на управляемый объект. Естественно, что целесообразное управление объектом невозможно, если руководитель не знает состояния объекта, не имеет возможности лично, при помощи приборов или через исполнителей контролировать периодически или непрерывно фактическое состояние объекта и выполнение команд управления. Руководитель должен получать по так называемому каналу обратной связи информацию о фактическом поведении управляемого объекта (осведомительную информацию), сравнивать ее с требуемым режимом работы, принимать соответствующие решения и посылать по цепи управления соответствующие сигналы или команды — так называемую управляющую информацию.

В качестве примера рассмотрим процесс управления таким объектом, как промышленное предприятие. Руководитель предприятия по каналам управления, связывающим его с цехами, отделами, службами, дает распоряжения подчиненным ему исполнителям, получая от них в свою очередь по каналам обратной связи информацию о положении дел в подразделениях, ходе производственного процесса, состоянии снабжения, сбыта и т.п. На основе полученной информации руководитель принимает определенные решения и отдает те или иные распоряжения (сигналы управления). Схема, как видно, внешне не отличается от предшествующей, однако процесс управления осуществляется в данном случае без участия человека. Информация о состоянии управляемого объекта через посредство не показанных на схеме измерительных приборов и преобразователей по цепи обратной связи поступает в регулятор. Здесь она перерабатывается, и регулятор в соответствии с полученной информацией и заданной программой вырабатывает сигналы управления, поступающие по цели управления к объекту.

В качестве примера автоматического регулирования здесь можно привести общеизвестную из далекой истории конструкцию центробежного регулятора паровой машины, изобретенной Уаттом в 1784 г.

Рассмотрим теперь систему управления, действующую в живом организме По учению русского физиолога И. П. Павлова, «животный организм как система существует среди окружающей природы только благодаря непрерывному уравновешиванию этой системы с внешней средой, т.е. благодаря определенным реакциям живой системы на попадающие на нее извне раздражения, что у более высших животных осуществляется преимущественно при помощи нервной системы в виде рефлексов».

Путь, по которому осуществляется рефлекс, получил в физиологии название рефлекторной дуги. рассмотренные три схемы управления, относящиеся к неавтоматическому управлению, автоматическому управлению в технических устройствах и управлению в живых организмах, приходим к выводу о существенном структурном сходстве этих схем и о соответствии отношений между аналогичными элементами в различных системах.

Прежде всего, все рассмотренные схемы управления характеризуются наличием замкнутого цикла, замкнутой кольцевой цепи передачи сигналов — передачи информации.

С одной стороны, от управляющего органа к управляемому объекту по цепи управления поступает информация в виде сигналов управления, с другой — от объекта к регулятору цепь передачи замыкается сигналами обратной связи, несущими информацию о фактическом состоянии управляемого объекта. Под каналами связи, передающими информацию, следует понимать любую систему, способную осуществлять такую передачу: акустическую, почтовую, телефонную, телеграфную в административных и экономических системах управления; механическую, пневматическую, электрическую и др. в технических устройствах и нервные коммуникации в живых организмах.

Роль руководителя в неавтоматических системах управления заключается в переработке получаемой информации о состоянии управляемого объекта, осмысливании этой информации и выработке наилучших, наиболее целесообразных решений по управлению объектом. В системах автоматического управления роль человека играет регулятор, который на основании полученной информации как бы должен принимать соответствующее «решение». Вместо человека теперь регулятор должен выполнять определенные логические функции, характеризующиеся формулой «если... то...» (если получена такая-то информация, то нужно оказать на управляемый объект такое-то воздействие). Роль регулятора осуществляют и органы центральной нервной системы в живых организмах.