Информационная теория управления

            Тема 1.  ИНФОРМАЦИОННАЯ  ТЕОРИЯ УПРАВЛЕНИЯ

 

                 1.1. Управление предприятием

 

       1.1.1.  Термины и понятия информационной теории  управления

              

        Исследования в информатике  обусловлены кибернетикой, в основе которой  тезис об общности процессов управления в объектах разной природы, проявляющийся в механизме действия обратной связи и информационной основе управления.

       Поскольку основным для кибернетических теорий является  определение термина «управление», то  в начале приведем  его формулировку[    ].

       Управление (англ. - control) - это функция систем различной природы (технических, биологических или социальных), направленная на реализацию их целей с  поддержанием  присущей им структуры.

       В процессе управления происходит взаимодействие двух объектов - управляющего и управляемого, которые соединены каналами прямой и обратной связи.

      По каналу  прямой связи передаются управляющие  сигналы. Системы управления с  одной только прямой связью  называются разомкнутыми.  Модель разомкнутой системы управления представлена на  рис.1.1

 

 

                 Рис.1.1. Разомкнутая система управления

 

      Если система управления  получает информацию о объекте управления по каналу обратной связи и производит необходимые корректирующие воздействия на объект управления, то такие  системы управления называются замкнутыми. Модель такой системы управления представлена на рис.1.2.

 

 

               

                      Рис.1.2.  Замкнутая система управления

 

 

 

 

 

 

       Применительно  к предприятию кибернетический подход предполагает, что при управлении должны использоваться следующие принципы:

       q  управление  рассматривается в рамках системы, включающей как предприятие, так и внешнюю среду;

       q    цель управления формулируется в количественных терминах;

       q  действующие механизмы связи и управления анализируются с учетом как детерминированности, так и стохастических изменений.

Поскольку управление предприятием всегда подчинено некоторой цели, то поэтому всегда можно говорить об управлении, оптимальном в известном смысле, например цель: максимизация прибыли за заданный период времени,

 

                                                                             V

 

                                                          U

 

 

 

 

               Xизм(t)+W₁                                              Z_изм(t) +W₂ 

 

                                                Рис. 1.3.

 

Где t - время,

        Х_изм(t) - вектор измеряемых параметров, характеризующих  состояние управляемого объекта (измеряемая часть вектора фазовых координат),

        Z_изм(t) - вектор измеряемых параметров состояния окружающей среды,

        U - управляющее воздействие,

        V - воздействие окружающей среды,

        W - информационные возмущения.

В общем случае U, V, W могут зависеть от Х и t.

Процесс управления  включает  две  составляющие:

 q программные управляющие воздействия, зависящие только от времени;

 q корректирующие управляющие воздействия, формируемые по принципу обратной связи, т. е. зависящие от рассогласований между

текущими значениями контролируемых параметров и прогнозируемыми  программными. Поведение контролируемых параметров деятельности изображено на рис. 1.4.

 

 

 

 

 

    

 

 

                                                   Рис. 1.4.

 

Где  Xпл(t) - программное, планируемое значение параметра;

         Хф(t) - фактическое значение параметра.

 

         Методы формирования программной составляющей управляющих

воздействий и прогнозирования  поведения предприятия при реализации этих воздействий в экономике  и в области управления предприятием дали начало развитию такого направления, как методы планирования. Дополнение методов планирования способами периодического формирования корректирующих составляющих управляющих воздействий легло в основу направления - управление проектами.

        Планирование заключается в выработке плановой  «траектории» процесса X(t) на период планирования {t₀, t_пл}. Учет, т. е. измерение, в производственных системах состоит в определении в заданные моменты времени истинного состояния процесса X_ф(t). Контроль позволяет определить отклонение X_ф(t) от Xпл(t), а регулирование состоит в определении скорректированного плана Хр (t), т. е. по существу является решением задачи планирования при новых начальных условиях.

После введения этих упрощений  процесс управления предприятием можно представить в виде, изображенном на рис. 1.5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                             Xпл(t)

 

 

                                               DX(t₁) X_ф(t1                       X_ф(t₁)

 

                       

                                               Рис. 5.5.

 

        Схема управления, показанная на рис.1.5 и рис. 1.6. является универсальной. Компонентами вектор - функции X(t) могут быть показатели, характеризующие ход производства, состояние доходов, расходов, мощностей, запасов, кадров и т. д..

       Все бизнес – процессы предприятия являются управляемыми. Управление каждым процессом осуществляется путем реализации функций управления в отдельные дискретные моменты времени. В состав функций управления входят операции: планирование, учет, контроль, регулирование, анализ.

        Планирование — это определение поведения управляемого процесса в будущем в детерминированном виде.

        Учет — определение фактического состояния управляемого процесса в дискретные моменты времени.

        Контроль - это определение отклонений между запланированным и фактическим состоянием управляемого процесса в дискретные моменты времени.

        Регулирование - обеспечение функционирования управляемых процессов в рамках заданных параметров.

        Анализ - это подведение итогов осуществления управляемого процесса за период управления, выявление факторов, повлиявших на степень достижения  запланированных результатов. Существует еще одна функция управления - прогнозирование.

        Прогнозирование  - это определение на будущее вероятностных характеристик управляемого процесса. В зависимости от целей исследования функция прогнозирования рассматривается как самостоятельная или объединяется с планированием.

 

 

 

        1.1.2.    Информатизация управления  предприятием

                   

      Реализация  процесса управления предприятием  происходит в рамках системы управления предприятием - структуры, в которой можно выделить объект управления и управляющую часть. Объектом управления является производственный процесс. В роли управляющей части на предприятии выступают управленческие службы.

         Управление предприятием протекает во времени, поэтому его следует рассматривать как процесс. Структура производственного процесса определяет, в свою очередь, структуру процесса управления. На каждом предприятии можно выделить несколько направлений деятельности (производство, сбыт, снабжение, финансы и т. д.), а в рамках этих направлений - процессы более глубоких уровней, которые также являются объектами управления.

         Система управления предприятием - это система управления организационного типа. В таких системах велика роль организации, координации и согласования поведения коллективов людей.

Формализации методов управления  связана:

     1) с построением системы  моделей, отражающих  особенности поведения  предприятия, моделей бизнес - процессов, представлением предприятия как композиции систем массового обслуживания, моделей данных, используемых на предприятии, и т. д.;

     2) с созданием методов  определения управляющих воздействий  на основе принципа декомпозиции и агрегирования задач. Согласно этому принципу результат решения задачи управления верхнего уровня становится исходным условием для решения задачи построения управляющего воздействия задачи нижнего уровня.

Применение этих подходов позволяет:

      q  выделить ряд задач, к которым можно применить методы теории оптимального управления, конечных автоматов, планирования операций

      q   создать эффективные процедуры принятия управленческих решений      

      q   применять эвристические стратегии управления

       q определить принципы формирования организационных структур предприятий.

        Для автоматизации управления используются типы моделей, наиболее полная классификация которых содержится в стандартах IDEF (Integrated Computer Automated Manufacturing DEFinition).

   В целом семейство стандартов IDEF охватывает практически все реально используемые в настоящее время подходы к созданию моделей предприятий, применяемые при автоматизации процессов, и методы проектирования (структурный и объектно-ориентированный подходы).

  Детальное описание стандартов IDEF можно найти по адресу http://www.indel.com./.

 

 

 

 

         1.1.3. Современные методологии  управления   предприятием

                                Концепции MRP, MRPII, ERP

 

       Первые  работы по практическому применению  ЭВМ в управлении производством были направлены на решение  задач, которые были «узким местом» в системе переработки информации. Одной из них, особенно на крупных предприятиях со сложным многономенклатурным производством, является  задача расчета материальных потребностей на производственную программу. Цель решения задачи состоит в определении потребностей предприятия во всех материальных ресурсах (деталях и сборочных единицах собственного производства, полуфабрикатах, материалах, покупных изделиях, оснастке и приспособлениях и т. п.), необходимых для выполнения производственной программы. Особую сложность задаче придает ее календарный характер. Все потребности необходимо привязать к требуемым датам выполнения заказов. Ранние системы, решавшие эту задачу, получили название MRP (Material Requirements Planning - «Планирование материальных потребностей»). Постепенно был совершен переход от автоматизации управления производством на уровне локальных задач к интегрированным системам, охватывающим выполнение всех функций управления производством. Итогом этого процесса явились системы, получившие название MRPII (Manufacturing Resource Planning - «Планирование производственных ресурсов»).

        MRPII представляет собой методологию, направленную на эффективное управление всеми производственными ресурсами предприятия. Она обеспечивает решение задач планирования деятельности предприятия в натуральном и денежном выражении, моделирование возможностей предприятия, отвечая на вопросы типа «Что будет, если..?». Эта методология базируется на ряде крупных взаимосвязанных функций, среди которых:

       q   бизнес-планирование (Business Planning - ВР).

       q   планирование продаж и деятельности предприятия в целом (Sales and Operations Planning - S&OP).

       q  планирование производства (Production Planning - PP).

       q   разработка графика выпуска продукции (Master Production Scheduling - MPS).

       q  планирование материальных потребностей (Material Requirements Planning - MRP).

       q  планирование производственных мощностей (Capacity Requirements Planning - CRP).

        q   оперативное управления производством.

        Среди них системы, основанные  на составлении расписаний работ на цеховом уровне (Shop Floor Control - SFC) и системы поточного производства типа «точно-в-срок» (Just-in-Time - JIT).

        Структура MRPII охватывает все основные функции планирования производства сверху вниз. Состав функциональных модулей и их взаимосвязи имеют глубокое обоснование с позиции теории управления.                    

 

 

        Они обеспечивают интеграцию функций планирования, в том числе согласование их при различиях времени и пространства.

Для каждого уровня планирования MRPII характерны такие параметры, как степень детализации плана, горизонт планирования, вид условий и ограничений.. Ниже приводится краткая характеристика функциональных модулей MRPII.

         Бизнес-планирование. Процесс формирования плана предприятия наиболее высокого уровня. Планирование долгосрочное, план составляется в стоимостном выражении. Наименее формализованный процесс выработки решений.

         Планирование продаж и деятельности. Бизнес-план преобразуется в планы продаж основных видов продукции (как правило, от 5 до 10). При этом производственные мощности могут не учитываться или учитываться укрупненно. План носит среднесрочный характер.

         Планирование производства. План продаж по видам продукции преобразуется в объемный или объемно-календарный план производства видов продукции. Под видом здесь понимаются семейства однородной продукции. В этом плане впервые в качестве планово-учетных единиц выступают изделия, но представления о них носят усредненный характер.