Задачи анализа систем управления

Под анализом понимается процесс исследования системы управления, основанный на ее декомпозиции с последующим определением статических и динамических характеристик составляющих элементов, рассматриваемых во взаимосвязи с другими элементами системы и окружающей средой.

Целью анализа системы управления является:

¾ детальное изучение системы управления для более эффективного использования и принятия решения по ее дальнейшему совершенствованию или замене;

¾ исследование альтернативных вариантов вновь создаваемой системы управления с целью выбора наилучшего варианта.

К задачам анализа системы управления относятся:

¾ определение объекта анализа;

¾ структурирование системы;

¾ определение функциональных особенностей системы управления;

¾ исследование информационных характеристик системы;

¾ определение количественных и качественных показателей системы управления;

¾ оценивание и оценка эффективности системы управления;

¾ обобщение и оформление результатов анализа.

Кратко рассмотрим содержание названных составляющих системного анализа.

Определение объекта анализа

При решении данной задачи нужно выполнить следующие действия:

¾ выделить анализируемую систему управления;

¾ определить цели и задачи управления;

¾ произвести первичную декомпозицию системы с выделением управляющей подсистемы (органов управления), объектов управления (исполнителей) и окружающей среды.

Перед исследователем может стоять одно из двух направлений анализа: первое - определение состояний системы управления (в менеджменте - определение точки отсчета, которое проводится с целью обозначить зоны, требующие улучшения), и стимулирования изменений; другое - исследование альтернативных вариантов вновь создаваемой системы с целью выбора лучшего варианта.

В менеджменте выделяют следующие группы определения точки отсчета:

1. Анализ работы соперников - систематический анализ деятельности работы соперников, что позволяет улучшать собственную.

2. Лучшая практика - поиск лучшей практики, связанный с методами работы компании.

3. Сравнение качества работы - способ оценки качества работы компании и ее отделов.

4. Установление стандарта - способ создания инструкции для выработки адекватных или повышения рабочих стандартов.

При необходимости выделяются подсистемы и факторы окружающей среды, оказывающие положительное (обеспечивающие подсистемы) и отрицательное (конкурент, противник, климатические, территориальные и другие условия) влияние на функционирование системы.

Устанавливаются виды и формы воздействий управляющей подсистемы и реакций объекта управления, а также воздействий окружающей среды. Определяются основные требования, предъявляемые к системе, и формулируется общий алгоритм функционирования.

Структурирование системы

Изучаемые, создаваемые и проектируемые в настоящее время системы характеризируются исключительной сложностью. Сложность системы определяется большим числам элементов и выполняемых ими функций, высокой степенью связанности элемента, сложностью алгоритмов выбора тех или иных управляющих воздействий и большими объемами перерабатываемой при этом информации.

Одной из основных черт систем управления считается иерархичность и сложные структурные и функциональные взаимоотношения между элементами системы.

В зависимости от задачи исследования в понятие структуры системы управления включаются различные вопросы.

Так, при разработке структуры автоматизированной системы управления отрасли, под этим понимается определение множества узлов системы и связей между ними, распределение задач, возлагаемых на технические средства АСУ, по уровням и узлам системы и выбор комплекса технических средств, обеспечивающих их эффективное решение. Под структурой управления в АСУ технологическими процессами понимается схема, задающая, во-первых, распределение технологических процессов комплекса по группам, составляющим подсистемы различных уровней, с подчинением подсистем данного уровня подсистемам вышестоящего уровня; во-вторых, распределение функций управления и соответствующих им алгоритмов по подсистемам. Распределение первого вида представляет собой производственную структуру комплекса, распределение второго рода - функциональную структуру управляющего органа. Оба аспекта взаимосвязаны и обоснование структуры предполагает их разработку с учетом этих взаимосвязей.

Под структурой производственной организации понимается устойчивое пространственно-временное распределение хозяйственных решений и обеспечивающих их реализацию ресурсов с соответствующими взаимосвязями.

Под структурой организационной системы - подразумевается форма распределения задач и полномочий по принятию решений между лицами или группами лиц (структурными подразделениями), составляющими организационную систему (организацию), направленную на достижение стоящих перед ней целей.

Целью решения задачи структурирования является детальное изучение системы управления, установление связей и отношений между ее элементами.

Результатом решения задачи являются различные варианты структур анализируемой системы, позволяющие определить характеристики и отдельные частные недостатки выделенных элементов и связей между ними и наметить пути их устранения.

Следовательно, под задачей анализа структуры понимается определение основных характеристик системы при некоторой выбранной (фиксированной) структуре.

Основные характеристики структуры системы могут быть разбиты на две группы. К первой относятся характеристики, связанные с иерархичностью систем: число (подсистем) рассматриваемой системы; характер взаимосвязей между уровнями (подсистемами), степень централизации и децентрализации в управлении, признаки разбиения системы на подсистемы. Ко второй - эффективность (в широком смысле) функционирования системы той или иной структуры: эффективность (стоимостная), надежность, живучесть, быстродействие и пропускная способность, способность к перестройке и др.

Определение функциональных особенностей системы управления

Задача определения функциональных особенностей системы строго связана с задачей структурированная. С учетом структурирования определяются перечень частных задач и функции каждого элемента системы, порядок их взаимодействия, необходимые входные и выходные данные.

Исследование информационных характеристик систем

Информационные связи между подсистемами различных уровней принято называть вертикальными, а между подсистемами одного уровня - горизонтальными.

Информационный аспект выступает в форме целезадающего, объединяющего, координирующего, осуществляющего информационную и интеллектуальную поддержку выработки решения.

В процессе исследования информационных характеристик определяются:

– сущность и качество информации, используемые для выработки управляющих воздействий;

¾ достаточность информации для выработки управляющих воздействий;

¾ суммарные объемы поступающей и исходящей информации в единицу времени в целом по системе и отдельно по основным элементам;

¾ объем информации, постоянно хранящейся в системе;

¾ единичные объемы передаваемой информации;

¾ способы передачи или доставки информации;

¾ основные направления информационных потоков и др.

Определение количественных и качественных показателей системы

После уяснения поставленной задачи аналогично системы управления, определения объекта анализа и составления его многоуровневого описания производится:

¾ предварительный выбор перечня показателей каждого уровня;

¾ разработка моделей и методов определения показателей различных уровней;

¾ уточнение условий определения показателей, включающих предполагаемые воздействия сверх системы, возможность комплексирования с другими системами управления и наличие дублирующих систем.

В результате решения данной задачи:

– систематизируются частные качественные и количественные показатели структур, процессов функционирования и информации;

– определяются обобщенные показатели, характеризующие внешние свойства анализируемой системы и ее отдельных элементов.

Оценивание и оценка эффективности

Данная задача решается с целью определения достигнутых в процесс функционирования системы управления результатов и затраченных на достижение этих результатов материальных и временных ресурсов.

Надо отметить, что понятие показателя, оценивающего функционирование системы, используется в двух смыслах. Во-первых, это - показатели, измеряющие те или иные результаты, проявленные в процессе реального (или имитационного) функционирования системы. Это - экспериментальные показатели функционирования. Другой вариант связан с пониманием показателей функционирования как теоретических оценок возможных значений экспериментально определяемых показателей. Это - теоретические показатели функционирования. Значения теоретических и экспериментальных показателей функционирования могут не совпадать. Несовпадение может быть обусловлено несовершенством (грубостью) метода построения теоретических оценок, недостаточной информированностью лица, строящего соответствующие теоретические оценки, возможностью нескольких вариантов протекания процесса функционирования и др.

Это обстоятельство порождает требование точности построения теоретических показателей, оценивающих функционирование системы. Содержательно степень точности теоретических оценок представляет собой «меру соответствия» теоретически построенных оценок их экспериментальным значениям.

Обобщение и оформление результатов анализа

Задача документального обобщения и оформления результатов анализа включает:

¾ краткое описание структуры, процессов функционирования и информационных потоков системы;

¾ приводятся значения показателей и результаты оценки эффективности системы (приводятся значения показателей);

¾ обобщенные выявленные недостатки и разрабатываются предварительные рекомендации по ее дальнейшему использованию, совершенствованию или замене.