Алгоритм управления сложной системой

Шаг 1

На текущей модели находятся управляющее воздействие

Шаг 2

Найденное воздействие исполняется на системе

Шаг 3

Информация об отклике системы сообщается в блок управления

Шаг 4

Полученная информация включается в модель; модель корректируется так, чтобы она повторила отклик системы на предыдущем шаге

Шаг 5

Возврат к Шаг 1

Замечание первое – управление сложными системами объединяет 2 функции – функция управления и функция изучения системы одновременно.

Замечание второе – для этого требуется обратная связь (подача информации с выхода системы на вход, переработанная по пути). Обратные связи бывают 2 типов – положительная и отрицательная. Положительная обратная связь – когда увеличивается разница между целью и результатом. Для управления необходима отрицательная обратная связь.

Замечание третье – управление сложными системами неизбежно связано с потерями, так как мы получаем на каждом цикле не то, что нам надо, поэтому мы несем потери. Это расплата за незнание или плата за знания.

Замечание четвертое – потери нужно минимизировать; а возможность уменьшить потери у нас одна – включать всю получаемую информацию в модель; а включать всю информацию в модель – это дело непростое.

Сложность систем может иметь разный масштаб. Есть системы, сложность которых можно исчерпать за счет определенного числа (конечного) шагов.

Замечание пятое – в теории управления в этом случае управляющие воздействия получили название – пробные воздействия; а разница между тем, что получили и хотели получить – ошибки.

Поэтому алгоритм этот называется метод проб и ошибок. При этом метод тыка и метод проб и ошибок – это разные вещи.

Метод тыка – это самый плохой способ; а метод проб и ошибок – это самый лучший способ.

Что бы мы не делали – это управление. Если мы честно, благородно выполним акт управления, нужно воздействие отправим на вход системы и она что-то выдает.

[В реальной жизни все не всегда так просто. Если даже мы на модели нашли все, что нужно, совсем не обязательно, что система выдаст цель.

3 тип сложности – это когда события происходят случайно. Сложно предсказывать погоду; сложно предсказывать курс акций на бирже, так как он колеблется случайным образом.

2 тип сложности – это когда в силу незнания система является сложной, а для того, кто знает – система простая (например, вождение автомобиля). Этот тип управления является самым распространенным]

3 тип управления: управление по параметрам, регулирование

У меня есть система, которой надо управлять, есть модель, я знаю, что нужно делать, запустил механизм. Но заметил, что сначала было все неплохо, но потом траектория стала откланяться от целевой.

Бывают ситуации, когда отклонения происходят потому, что действуют случайные факторы; поэтому даже если мы разберем все, это нам не даст знаний.

Таким образом, раз уж мы ничего поделать с самой моделью не можем, то нужно воздействовать на саму управляемую систему (на 1 компонент). А что можно менять в системе? Там состав и структура.

Начнем с того, что попытаемся управлять системой, не меняя состава и структуры, а меняя параметры отношений между частями.

Управление по параметрам – это и есть 3 тип управления

При этом состав и структура системы остаются прежними. Надо сказать, что такой тип управления в практике часто употребляется – поправки в законы, например.

Алгоритм:

1) Необходимо фиксировать целевую траекторию

2) Регистрировать, измерять, наблюдать за реальной траекторией

Для этого нужны измерители – датчики.

3) Обнаруживать расхождения между ними

4) Спроектировать корректирующие изменения параметра

Т.е. такое изменение, которое вернет нашу траекторию на целевую

5) Исполнить корректирующее воздействие

6) Возврат к пункту 1

Параметр, который выполняет действие – регулятор. Регулировать можно лишь в пределах возможностей. Нужно регулировать до тех пор, пока мы можем вернуть на целевую траекторию. При этом отклонения должны быть малыми (надо каждый раз смотреть, какие отклонения малы).

Когда мы выходим за пределы возможности регулирования? Например, ведем мы машину, мы трезвые, поэтому траектория пути практически ровная, периодически поправляем. То есть мы все регулируем в пределах своих возможностей – сами руль крутим в нужную сторону и на нужный угол. Если же мы попали на гололед – все, мы вышли за пределы возможностей своих.

Данная цель для данной системы недостижима, таким образом. Но! Может другая система поможет?

Выходим на 4 тип управления – чтобы мы создали новую систему, которая позволит нам вернуться на траекторию.

Другая система – это система с другими свойствами.

4 тип управления – управление по структуре

Реорганизация, реструктуризация, перестройка – это все варианты изменения структуры. Есть ограничения для этого типа управления. Дело в том, что новую структуру можно установить между теми частями, которые у меня есть. Таким образом, возможны ситуации, когда и управление по структуре не даст реализацию цели.

Данная цель в данных условиях ни при каких вариантах недостижима. Вывод – давайте менять цель.

5 тип управления – управление по целям

Это значит, что мы должны отказаться от ранее поставленной цели, которую мы старались достичь и выдвинуть новую, достижимую цель. Т.е. мы понижаем уровень притязаний – либо отодвигаем сроки достижения желаемого уровня либо понизить требования к желаемому результату.

В практике управления управление по целям часто используется. В управлении людьми в организации часто используется – если не справляется с работой, давайте дадим задание другое, с котором он справится (но не выбрасываем его сразу).

Мы управляя по целям строим дерево целям сверху вниз; а японцы, например, строят наоборот, снизу вверх. Кто лучше может сделать – того назначаем.

Время – ресурс, который позволяет успешно управлять

Необходимо найти наилучшее воздействие, но этого недостаточно, но еще необходимо осуществить управляющее воздействие своевременно, вовремя. Во многих ситуациях управления если управляющее воздействие не будет сделано до определенного момента, то потом вовсе не надо управлять.

Поэтому нужно не просто найти управляющее воздействие, но и найти его вовремя.

6 тип управления – управление при дефиците времени

Как управлять в этой ситуации? Нужно разобраться, в чем причина возникновения ситуация и уже с этой причины начинать бороться. В этой ситуации нам не хватает времени для того, чтобы вовремя и своевременно принять управляющее воздействие. Сразу становится ясно, что управление должно быть направлено на ускорение принятия решения.

Нам ведь не хватает времени именно из-за того, что мы перебираем управляющее воздействие. А так как перебор, просмотр и опробование каждого варианта занимает время, то время полного перебора может превысить время, допустимое для принятия решения.

Физическое ускорение моделирования – это затратный путь, он требует ресурсов. Поэтому не всегда ресурсы есть. Надо ускорять ведь принятие решения. Что делать? Тогда из тех вариантов, которые есть принимается лучший.

Ускорение принятия решения, пренебрегая качеством принятия решения. Нелучшее принятое решение лучше лучшего непринятого.

Большие системы (новый смысл слова) – если у нас недостаточно ресурсов для своевременного моделирования для оптимального решения. Если есть время – малая система.