Объект управления
Объект управления — обобщающий термин кибернетики и теории автоматического управления, обозначающий устройство или динамический процесс, управление поведением которого является целью создания системы автоматического управления.
Ключевым моментом теории является создание математической модели, описывающей поведение объекта управления в зависимости от его состояния, управляющих воздействий и возможных возмущений (помех). Формальная математическая близость математических моделей, относящихся к объектам различной физической природы, позволяет использовать математическую теорию управления вне её связи с конкретными реализациями, а также классифицировать системы управления по формальным математическим признакам (например, линейные и нелинейные).
В теории автоматического управления считается, что управляющее воздействие на объект управления оказывает устройство управления. В реальных системах устройство управления интегрировано с объектом управления, поэтому для результативной теории важно точно определить границу между этими звеньями одной цепи. Например, при проектировании системы управления самолётом, считается, что устройство управления рассчитывает углы отклонения рулей, а математическая модель самолёта как объекта управления, должна, с учётом этих углов, определять координаты центра масс и угловое положение самолёта. Уравнения аэродинамики весьма сложные в общем виде, но в ряде случаев могут быть упрощены путём линеаризации, позволяя создать линеаризованную модель системы управления.
Содержание
Объект управления в технической системе [1]
В каждой технической системе (ТС) существует функциональная часть — объект управления (ОУ). Функции ОУ ТС заключаются в восприятии управляющих воздействий (УВ) и изменении в соответствии с ними своего технического состояния (далее — состояния). ОУ ТС не выполняет функций принятия решений, то есть не формирует и не выбирает альтернативы своего поведения, а только реагирует на внешние (управляющие и возмущающие) воздействия, изменяя свои состояния предопределенным его конструкцией образом.
Объекты управления ТС состоят из двух функциональных частей — сенсорной и исполнительной.
Сенсорная часть образована совокупностью технических устройств, непосредственной причиной изменения состояний каждого из которых является соответствующие ему и предназначенные для этого управляющие воздействия. [источник не указан 291 день] Примеры сенсорных устройств: выключатели, переключатели, задвижки, заслонки, датчики и другие подобные им по функциональному назначению устройства управления техническими системами.
Исполнительная часть образована совокупностью материальных объектов, все или отдельные комбинации состояний которых рассматриваются в качестве целевых состояний технической системы, в которых она способна самостоятельно выполнять предусмотренные ее конструкцией потребительские функции. [источник не указан 291 день] Непосредственной причиной изменения состояний исполнительной части ТС (ОУ ТС) являются изменения состояний её сенсорной части.
Объекты и субъекты управления
В специальной литературе обычно указывается множество определений управления – факт, свидетельствующий о концептуальной фрагментарности и эклектичности управления как научной дисциплины. Управление определяется как наука (область человеческого познания), искусство (практика выполнения работы), функция (вид деятельности), процесс (деятельность по выполнению функций управления). В повседневной практике управление чаще всего идентифицируется с особой группой лиц, чья работа состоит в организации и руководстве усилиями людей для достижения поставленных целей, а также с его аппаратом, который является составной частью любой организации.
Сегодня вряд ли кто скажет, как и когда зародился феномен управления. Управление в той или иной форме существовало всегда там, где люди работали группами. Оно необходимо возникает вместе с появлением потребности в кооперации, т. е. в простом соединении различных социальных элементов. Возникновение и существование управления обусловлено, таким образом, общественным устройством жизнедеятельности людей и его иерархическим характером.
Принимая во внимание столь неоднозначную трактовку управления, неудивительно, что в устах представителей различных дисциплин управление получает разное толкование. Так, с точки зрения экономистов, управление является одним из факторов производства наряду с землей, трудом и капиталом, который к тому же со временем замещает как труд, так и капитал. Специалист в области администрирования склонен считать, что управление представляет собой, прежде всего, систему власти в организации, посредством которой регулируются отношения между руководителем и подчиненными. По мнению же социологов управление является одним из элементов социальной структуры и системы социальных статусов.
В теории управления сущность управления обычно раскрывается, с одной стороны, через понятия «деятельность» и «процесс», с другой – с помощью категории «воздействие». В первом случае управление сводится к действиям и процессу по подготовке и исполнению управленческих решений и по проведению организационно-управленческих мероприятий. Во втором – к воздействию, которое указывает на реальное влияние управления на сознание, поведение и деятельность людей. Управление проявляется в виде влияния некоего субъекта на объект, в ходе которого происходит его преобразование, переход из одного состояния в другое, изменение направленности его движения или развития.
На наш взгляд, обе трактовки представляют собой отражение механистического взгляда на процессы, связывающие управляющих и управляемых. Наиболее существенным недостатком его является восприятие управления в целом как одностороннего процесса целевого влияния руководителя на подчиненного, хотя и с признанием наличия обратной связи, но только в виде индикатора эффективности управленческих воздействий и канала информации о состоянии объекта управления и внешней среды. Добавим и то, что в такой трактовке воздействие подразумевает процесс манипулирования объектом со стороны субъекта управления, оно отражает стремление управлять им в авторитарных рамках организации.
Чтобы осмыслить сущность социального управления, необходимо определить базовые понятия, с помощью которых оно описывается. В качестве таковых можно выделить следующие: субъект управления, объект управления, цель управления, управленческая деятельность.
Под субъектом управления понимается физическое или юридическое лицо, от которого исходит властное воздействие. От субъекта управления необходимо отличать субъект управленческой деятельности. Последний может быть только физическим лицом, живым человеком.
Специфика субъекта определяет разные виды управления. Если субъектом управления выступает государство, то речь идет о государственном управлении. Там, где власть олицетворяют жители населенных пунктов и административных территорий, функционирует местное самоуправление. Если власть сосредоточена в собственности, принадлежащей тем или иным экономическим субъектам, то речь идет о менеджменте. В случае, когда субъектом воздействия являются многообразные общественные объединения, то имеет место общественное самоуправление.
Здесь важно подчеркнуть, что при всех субъектах управления всегда осуществляется одна и та же по смыслу деятельность: формирование и реализация управляющих воздействий, что находит внешнее проявление в управленческих решениях и организационных действиях.
Объектами управления, т. е. тем, на что направлено властное воздействие субъекта управления, могут выступать физические и юридические лица, а также социально-экономические системы и процессы. Необходимо учитывать, прежде всего, что функционирование управляемых объектов осуществляется в соответствии с особенностями различных видов человеческой деятельности. Поэтому нельзя управлять вообще, по общему шаблону или собственной прихоти: следует досконально знать управляемые виды деятельности, их состояние, многообразное обеспечение, типичное и уникальное в них, их человеческий потенциал со всеми его проявлениями.
Кроме того, важно понимать, что управляемые объекты рационально и эффективно функционируют только в адекватных им организационных формах, которые на практике создаются субъективно. Как показывает исторический опыт, найти такие формы совсем не просто. В компонентно-структурном аспекте надо выстраивать отношения «человек – коллектив – общность – общество», в видовом отношении учитывать особенности экономических, социальных, духовных и политических процессов.
И, наконец, надо учитывать, что управляемые объекты – это разные проявления человеческой деятельности, и они не могут не обладать самоактивностью, целенаправленным характером такой активности, адаптивностью к условиям и факторам природного и социального бытия, самоуправляемостью своей жизнедеятельности и своим развитием.
В результате в системном взаимодействии субъектов и объектов управления не только субъекты воздействуют на управляемые объекты, но и последние, в свою очередь, влияют на субъекты управления. Если выбор формы управляющего воздействия зависит от субъекта управления, то содержание его должно детерминироваться управляемыми объектами. Иначе возможен разрыв а то и противопоставление потребностей, интересов и мыслей взаимосвязанных субъектов и объектов управления.
Управление в социальных системах существенно отличается от управления в системах механической и даже биологической природы. Главными отличиями являются принципиальное сходство функций субъекта и объекта управления, общая способность к самоуправлению и дифференциация лишь на уровне субъективных целевых характеристик. Управляющим и управляемым в них является человек.
По каким признакам следует различать субъект и объект управления? В числе основных критериев, как правило, рассматриваются статус и функции; права и полномочия; активность воздействия; очередность или инициатива воздействия; сила и интенсивность воздействий; рациональность воздействий; отношение к цели, целеполаганию и целедостижению.
Однако различия между субъектом и объектом по всем этим параметрам имеют тенденцию к нивелированию в современных организациях, если целью управления в них является совместное движение в определенном направлении. В таком случае определить, кто из участников движения задает его скорость, ритм и направление, от кого исходит сила, интенсивность и рациональность воздействий, становится все труднее. Социальные системы специфичны тем, что подчиненные, работники выступают субъектами своей деятельности в той же степени, что и их руководители. Они испытывают сопоставимые потребности, так же анализируют ситуацию, строят прогнозы, ставят цели и осуществляют деятельность. Каждый из участников взаимодействия стремится достичь и достигает во взаимодействии собственной цели, каждая из которых может рассматриваться в качестве цели управления.
Цель в управлении – это желаемое состояние, достигнутое посредством других. Тем самым поведение другого также выступает в качестве цели, сопутствующей главной цели. Но для того чтобы этот другой стал менять свое поведение, необходимо создание таких условий, при которых желаемая модель поведения другого станет желаемой для него самого. И такие условия становятся также целью управляющего.
Следовательно, любое управленческое воздействие предполагает обязательное наличие трех типов целей:
— цели-задачи – цели руководителя, цели управления, цели организации;
— цели-условия – связанной с интересами работника, подчиненного;
— цели-средства – обеспечивающей подчинение одного другому, обслуживающей взаимопонимание объекта и субъекта управления.
Поэтому сущность управления следует определять как процесс совмещения, согласования целей организации с целями работников.
Discovered
О финансах и не только…
Система управления в организации
Понятие системы управления
Процесс управления — это воздействие на объект с целью изменения его состояния или формы.
Система управления делится на две подсистемы: управляемую и управляющую.
Управляющая подсистема выполняет функции управления производством. Она включает в себя аппарат управления со всеми работниками и техническими средствами. Управляемая подсистема осуществляет различные функции управления. В нее входят цеха, участки, бригады.
По функциональному признаку система управления подразделяется на подсистемы:
Система управления включает:
Субъект управления
Назначение субъекта управления — обеспечить свойство управляемости системы в целом.
Управляемость — способность системы воспринимать управляющее воздействие и реагировать на него соответствующим образом.
Субъекты управления — центры активности, центры ответственности.
Субъект управления — это руководитель, коллегиальный орган или комитет, осуществляющий управленческое воздействие. Руководителем может быть как формальный, так и неформальный лидер коллектива. В свою очередь, субъект управления может быть и объектом у правления (для вышестоящих руководителей).
Главная цель функционирования субъекта управления — выработать управленческое решение, которое обеспечивает эффективность функционирования системы в целом.
Цели субъекта управления рассматриваются на 2 уровнях:
Требования к субъекту управления:
В составе субъекта управления при рассмотрении аспекта элементов необходимо выделить следующие подсистемы:
Объект управления
Объектом управления является социально-экономическая система и процессы, которые в ней протекают.
Объект управления — это отдельная личность или группа, которая может быть объединена в какое-либо структурное подразделение и на которую оказывается управленческое воздействие. В настоящее время всё больше распространяется идея партиципативного менеджмента, т.е. такого управления делами организации, когда в разработке и принятии наиболее важных решений участвуют все члены организации, в том числе и рядовые. В этом случае объекты управления становятся его субъектами.
Процесс управления в организации
Процесс управления — это определенная совокупность управленческих действий, которые логично связываются друг с другом, чтобы обеспечить достижение поставленных целей путём преобразования ресурсов на входе в продукцию или услуги на выходе системы.
Процесс управления — это совокупность действий, связанных с выявлением проблем, поиском и организацией выполнения принятых решений.
Все процессы управления делятся на две группы:
Основные этапы процесса управления изображены на рисунке.
Процесс управления организацией
Создание и этапы процесса управления определяют его элементы:
Цель — каждый процесс управления осуществляется для достижения конкретного результата, цели. Цели в процессе управления должны иметь операционный характер и трансформироваться в конкретные задачи. Они являются ориентиром для конкретизации использования необходимых ресурсов.
Ситуация — представляет собой состояние управляемой подсистемы.
Проблема — это несоответствие фактического состояния управляемого объекта желаемому или заданному.
Решение — представляет собой выбор наиболее эффективного воздействия на существующую ситуацию, выбор средств, методов, разработка конкретных управленческих процедур, осуществление процесса управления.
Стадии процесса управления:
Механизм менеджмента
Управление в организации осуществляется с помощью механизмов управления. Экономический механизм менеджмента решает конкретные проблемы взаимодействия в реализации социально-экономических, технологических, социально-психологических задач, возникающих в процессе хозяйственной деятельности.
Механизм управления — это подсистема системы управления, назначение которой обеспечить свойство управляемости системы в целом.
Экономический механизм менеджмента состоит из трёх уровней:
Внутрифирменное управление:
Принципы внутрифирменного управления:
Управление производством:
Управление персоналом:
Методы воздействия в менеджменте
Менеджмент рассматривает методы управления как совокупность различных способов и приёмов, используемых администрацией фирм для активизации инициативы и творчества людей в процессе трудовой деятельности и удовлетворения их естественных потребностей.
Главная цель методов менеджмента — обеспечение гармонии, органического сочетания индивидуальных, коллективных и социальных интересов. Особенностью методов как инструментов практического управления является их взаимосвязь и взаимообусловленность.
Методы менеджмента могут быть:
Экономические методы воздействуют на имущественные интересы фирм и их персонала. В их основе лежат экономические законы общества, рынка и принципы вознаграждения за результаты труда.
Организационно-распорядительные методы базируются на объективных законах организации совместной деятельности и управления ею, естественных потребностях людей в определенном порядке взаимодействовать между собой.
Организационно-распорядительные методы делятся на три группы:
Социально-психологические методы представляют собой способы воздействия на социальные и психологические интересы фирм и их персонала (роль и статус личности, группы людей, фирм, психологический климат, этика поведения и общения и т.д.). Они состоят из социальных и психологических и должны соответствовать морально-этическим и социальным нормам общества.
Функции управления
Функция управления — это вид трудовой деятельности человека, направленный на уравновешивание состояния организации с внешней средой, вступая при этом в систему управленческих отношений (см. также Функции менеджмента).
По этим признакам можно выделить две основные группы функций управления:
К общим функциям управления относятся:
Функция планирования предполагает решение о том, какими должны быть цели организации и что должны делать члены организации, чтобы достичь этих целей. Планирование — это один из способов, с помощью которого руководство обеспечивает единое направление усилий всех членов организации для достижения общих её целей.
Назначение планирования как функции управления состоит в стремлении заблаговременно учесть все внутренние и внешние факторы, обеспечивающие благоприятные условия для нормального функционирования и развития предприятий (подразделений), входящих в фирму. Эта деятельность опирается на выявление и прогнозирование потребительского спроса, анализ и оценку ресурсов, перспектив развития хозяйственной конъюнктуры.
Организовать — значит создать некую структуру. Существует множество элементов, которые необходимо структурировать, чтобы организация могла выполнять свои планы и тем самым достигать своей цели.
Поскольку в организации работу выполняют люди, другим важным аспектом функции организации является определение того, кто именно должен выполнять каждое конкретное задание. Руководитель подбирает людей для конкретной работы, делегируя отдельным людям задания и полномочия или права для использования ресурсов организации. Эти субъекты делегирования принимают на себя ответственность за успешное выполнение своих обязанностей.
Координация как функция менеджмента представляет собой процесс, направленный на обеспечение пропорционального и гармоничного развития различных сторон (технических, финансовых, производственных и других) объекта управления при оптимальных для данных условий трудовых, денежных и материальных затрат.
По способу осуществления координация может иметь вертикальный или горизонтальный характер.
Координация по вертикали приобретает значение субординации — подчинение функций одних компонентов другим, а в менеджменте — служебное подчинение младших старшим, что основывается на нормах служебной дисциплины. Задача вертикальной координации — организация эффективной связи и сбалансирование структурных подразделений и их работников различных иерархических уровней.
Горизонтальная координация состоит в обеспечении сотрудничества руководителей, специалистов и других работников подразделений, между которыми нет отношений подчинения. В результате достигается согласованное единство взглядов на общие задачи.
Мотивация — процесс побуждения себя и других к действию для достижения общей цели. Руководитель всегда должен помнить, что даже прекрасно составленные планы и самая совершенная структура организации не имеют никакого значения, если кто-то не выполняет фактическую работу организации. Поэтому задача данной функции заключается в том, чтобы члены организации выполняли работу в соответствии с делегированными им обязанностями и согласно плану.
Контроль — это процесс обеспечения того, чтобы организация действительно достигала своих целей. Обстоятельства могут заставить организацию отклониться от основного курса, намеченного руководителем. И если руководство окажется неспособным найти и исправить эти отклонения от первоначальных планов, прежде чем организации будет нанесён серьёзный ущерб, достижение целей будет поставлено под угрозу.
Объекты управления и их свойства
Объекты управления являются теми основными элементами системы управления и регулирования, в которых при помощи технических средств автоматики должен осуществляться заданный или предписанный алгоритм функционирования. Объектом управления может быть машина, набор машин или сооружение, которые предназначены для выполнения технологического процесса, целью которого является получение определенной продукции или энергии. В состав объекта управления может также входить внешняя среда, если она оказывает существенное влияние на состояние объекта. Особенность объекта управления заключается в том, что в нем происходит преобразование, передача или накопление энергии или вещества.
Подведенная из вне энергия или вещество изменяют состояние объекта, которое прежде всего характеризуется изменением его параметров.
Для изменения подводимой энергии или вещества к объекту, последний обязательно имеет регулирующий орган.
Объект можно считать управляемым, если он характеризуется следующими признаками:
а) в нем происходит преобразование, передача или накопление энергии или вещества;
б) если он имеет регулирующий орган для изменения потока энергии или вещества;
в) приток энергии или вещества изменяет состояние объекта, которое характеризуется изменением одного или нескольких параметров, определяющих алгоритм функционирования и составляющих цепь управления.
Воздействие на объект управления может осуществляться как на стороне поступления энергии или вещества, так и на выходе их из объекта. Обычно воздействие на объект управления определяют как управляющим или как возмущающим.
Параметры объекта управления обычно характеризуют качество управления и их называют переменными управления или выходными величинами управляющего объекта.
Объект управления характеризуется определенными свойствами, которые влияют на работоспособность объекта и качества протекающих в цепи процессов.
К основным свойствам объекта управления относят самовыравнивание, запаздывание и аккумулирующую способность.
Под самовыравниванием понимают способность объекта самостоятельно приходить в новое состояние равновесия при изменении управляющего или возмущающего воздействия. Свойством самовыравнивания обладают не все объекты управления. Объекты управления которые описываются интегральными или интегрирующими звеньями не обладают самовыравниванием. Такие объекты называются астатическими, а обладающие самовыравниванием – статические.
Объекты без самовыравнивания очень трудно поддаются управлению. Самовыравнивание может быть положительным и отрицательным. В первом случае равновесие восстанавливается без участия регулятора. В случае отрицательного самовыравнивания, восстановление равновесия осуществляется только при участии регулятора. Это объясняется тем, что возникшее нарушение в объекте стремится к накоплению. При отрицательном самовыравнивании объект называется неустойчивым статическим, а при положительном – устойчивым статическим объектом.
Количественно самовыравнивание описывается коэффициентом самовыравнивания, который равен отношению производной от приращения внешнего воздействия к производной от управляемой величины
1.89
– приращение возмущения;
– приращение управляемой величины.
Чем больше коэффициент ρ, тем легче осуществляется процесс автоматического управления, т.к. меньше отклонение управляемой величины, а следовательно процесс управления протекает быстрее и качественнее.
Объект с отрицательным самовыравниванием и объект без самовыравнивания не могут работать без регуляторов.
Большинство объектов управления в той или иной мере присуща инерционность, которая вызывает запаздывание во времени между изменением управляющего воздействия и соответствующим изменением управляемой величины. Такое запаздывание в объектах управления может быть переходным и транспортным.
Переходное запаздывание появляется из-за сопротивления перехода вещества из одной емкости в другую или энергии из одного состояния в другое, и всегда наблюдается в тех объектах, где имеются емкости, индуктивности, вращающиеся массы и т. д. Оно определяется как промежуток времени от момента возмущения до начала изменения управляемой величины в результате преодоления имеющихся сопротивлений. Переходное сопротивление отрицательно влияет на процесс управления.
Транспортное запаздывание присуще тем объектам, у которых между управляющим органом и выходом объекта имеются транспортные каналы (трубопроводы, ЛЭП и т. д.). Для прохождения такого канала требуется время, равное отношению длинны канала к скорости движения вещества или энергии.
Разным объектам управления присущи различные запаздывания:
1) одноемкостным объектам присуще только переходное запаздывание
2) двухемкостным и многоемкостным объектам присуще транспортное и переходное запаздывание
3) безъемкостным объектам, запаздывание вообще не присуще
Полное запаздывание объекта определяется суммой всех видов запаздываний в нем.
Опасно влияние любого вида запаздывания на процесс управления в объекте без самовыравнивания.
Любой технологический процесс в том или ином объекте управления связан с притоком, расходом, накоплением и преобразованием некоторой материальной среды или энергии. Многие объекты в процессе работы могут запасать внутри себя рабочую среду, что характеризует аккумулирующую способность рассматриваемого объекта. Аккумулирующая способность достаточно серьезно влияет на регулировочные свойства объекта. Саму эту способность оценивают по емкости объекта, под которым понимают запасенные объектом материал, вещество или энергию. Чем меньше емкость объекта, тем он более чувствителен к возмущающим воздействиям.
Количественно оценить емкость объекта можно при помощи коэффициента емкости, под которым понимают то количество энергии или вещества, которое необходимо подвести к объекту управления или отнести от него чтобы принять управляемую величину на единицу измерения
1.90
y – управляемая величина;
С – емкость объекта.
Значение емкости характеризует запас управляемой величины или среды внутри объекта.
Изменение управляемого параметра во времени, представленное графически, называют кривой разгона. Кривые разгона объектов с различными свойствами
 |
1)одноемкостной без передаточного запаздывания
2)многоемкостной без передаточного запаздывания
3) многоемкостной с передаточным запаздыванием
Основные характеристики кривой разгона
 |
T – постоянная времени объекта
τп – транспортное (передаточное) запаздывание
τ0 – переходное запаздывание
yк – конечное (установившееся) значение управляемой величины
Время разгона – это время от момента подачи возмущения до момента, когда управляемый параметр достигнет нового установившегося значения (в практических целях до 99% установившегося значения).
В практических целях постоянную времени определяют как промежуток времени от момента подачи возмущения до момента, когда управляющий параметр станет равным 0,63 установившегося значения.
Для определения всех вышеназванных временных значений, используют графический метод или формулы
1.91
ν – чувствительность объекта к возмущению.
1.92
1.93
