Взаимо адаптивное управление статьи на эту тему. Современные проблемы науки и образования. Интерпретация задачи оптимального адаптивного управления

Чтобы справиться с быстро меняющимися задачами, организации стали использовать принцип своевременных решений, или так называемое адаптивное управление путем ранжирования стратегических задач.

Лекции/семинары Управление по целям. Адаптивное управление 4

КОМБИНИРОВАНИЕ РОБАСТНОГО и АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Рассмотренные выше свойства робастного и адаптивного управления приводят к заключению, что в процессе функционирования системы в одних случаях выгодно использовать робастное управление, в других - адаптивное, т.е. иметь возможность комбинировать управление в зависимости от состояния внешней среды.

По истечении некоторого времени робастное управление имеет смысл переключить на адаптивное. Адаптивное управление позволяет более точно отследить входной сигнал при наличии информации о помехе. Адаптивное управление требовательно к богатству спектра входного сигнала, и, например, при медленно меняющихся сигналах возможны срывы процессов адаптации или сильное их замедление. В такой ситуации необходимо снова переходить на робастное управление, гарантирующее устойчивость работы системы.

Фрадков А.В. Адаптивное управление сложными системами . - М. Наука, 1990.

Появление микропроцессоров дало возможность передать функции непосредственного цифрового управления от вычислительных машин регуляторам на основе микропроцессоров. ЭВМ в этом случае получает широкую возможность реализовывать функции оптимизации процесса и адаптивного управления. Применение таких систем резко сокращает количество кабелей и проводов, идущих к пункту управления. Не следует вместе с тем считать, что микропроцессоры призваны заменить существующие системы управления . Они открывают дополнительные возможности в повышении надежности системы и улучшении условий обслуживания.

Рафаэль предложил объединить под названием искусственный интеллект такое направление исследований , которое занимается поиском путей решения задач , в настоящее время не поддающихся решению на ЭВМ. Как только в определенной области достигаются значительные успехи, она с молчаливого согласия переводится в соответствующую категорию вычислительной науки - информационный поиск, теорию адаптивного управления, языки программирования, распознавание оптической информации и т. д. Единственное достоинство, которое я бы признал за этой точкой зрения , - это то, что она позволяет исследователю в области искусственного интеллекта рассматривать как свою профессиональную территорию все поле исследований, относящихся к вычислительной науке, поскольку само понятие исследования, по определению, относится лишь к тем областям, в которых еще не достигнуто значительных успехов, однако я отнюдь не уверен, будет ли это воспринято всеми специалистами в области вычислительной техники именно как достоинство.

Адаптивное управление также является управлением с обратной связью и отличается от последнего наличием специального адаптивного (приспособительного) механизма, накапливающего и анализирующего информацию о прошлых управленческих ситуациях, вырабатывающего новое поведение на основе прошлого опыта в соответствии с заложенными целями и критериями.

Адаптивное управление присуще сложным системам , которым в процессе функционирования приходится изменять программы и стратегии поведения путем обучения. Теория адаптивного управления пока не получила большого развития, как, например, теория систем с обратной связью , вследствие чрезвычайной сложности формирования принципов обучения.

Принцип адаптивности управления. В процессе развития финансового кризиса генерирующие его факторы характеризуются обычно высокой динамикой. Это предопределяет необходимость высокого уровня гибкости антикризисного финансового управления, его быстрой адаптации к меняющимся условиям внешней и внутренней финансовой среды.

В этом параграфе будет рассмотрен ряд схем управления, так или иначе основанных на использовании идеи адаптации по результатам функционирования системы . В одних случаях целью адаптации является восстановление (идентификация) неизвестных центру параметров путем наблюдения и обработки результатов функционирования системы . Это соответствует использованию центром адаптивных процедур формирования данных. В других случаях с учетом результатов прошлых периодов функционирования адаптивно формируются планы системы . Это соответствует адаптивному планированию . Возможны также различные комбинации адаптивных схем управления с ранее рассмотренными. Наличие в механизме функционирования той или иной схемы адаптивного управления приводит к появлению зависимости между отдельными периодами функционирования системы и, как следствие, к необходимости учета дальновидности элементов нижнего уровня. Подробное рассмотрение методов исследования функционирования систем с адаптивными схемами управления мы здесь приводить не будем. Это обусловливается тем, что сама методика построения принципов выбора рациональных стратегий и решений игры дальновидных элементов близка по духу к аналогичной методике, рассмотренной в предыдущем параграфе. В то же время результатов исследования таких механизмов функционирования в настоящее время получено сравнительно мало. Поэтому основной задачей этого параграфа является краткий обзор описаний ряда механизмов функционирования , включающих адаптивные схемы, с целью привлечения внимания к их исследованию.

Материал 6.1 подготовлен на основе . В свою очередь эта работа является развитием более ранних публикаций по теории активных систем , где на модельных примерах проводилось рассмотрение ряда эффектов, связанных с появлением у активных элементов дальновидности . Определенный интерес, на наш взгляд, представляют описанные в этих работах механизмы адаптивного управления и результаты их рассмотрения. Достаточно общее рассмотрение схемы рационального поведения дальновидных элементов при адаптивном способе формирования данных было проведено авторами и опубликовано в . Развитие этой схемы на случай комбинированного способа формирования данных есть в . Материал 6.2, 6.3 подготовлен на основе этих работ.

Молодцов Д. А. Адаптивное управление в повторяющихся играх.- Журнал вычислительной математики и математической физики, 1978, т. 18, № 1.

IV) программную и техническую реализацию адаптивного управления.

Но выигрыш за все перечисленные трудности и затраты тоже немалый. Применение адаптивных технологий управления рисками позволяет смело вторгаться в ранее не изведанные сферы предпринимательства , поскольку появляются возможности, позволяющие своевременно выявлять и идентифицировать новые спектры деловых рисков , а также компоненты базового набора новых управленческих действий и новых реакций, которые будут наиболее эффективно воздействовать на факторы доходности и роста. После того как динамическая концепция принята, а вся технология адаптивного управления рисками налажена, задача риск-менеджеров сведется к творческому процессу , суть которого будет состоять в том, чтобы на основе базового набора реакций на риски наилучшим образом сформировать конкретные управленческие реакции (действия) в каждый момент управляемого процесса . Для решения творческой задачи синтеза риск-решений на основе базового набора риск-менеджеру потребуется четко ответить на два главных вопроса

Без учета этих факторов невозможно планировать стратегию развития . Поэтому успех любого предприятия или организации и возможность их выживания зависят от способности быстро адаптироваться к внешним изменениям . В постоянном стремлении поддерживать соответствие организации условиям внешней среды заключается принцип адаптивного управления. Он проявляется в динамичном освоении новой продукции , современной техники и технологии применении прогрессивных форм организации труда , производства и управления, непрерывном совершенствовании кадрового потенциала.

Адаптивное управление промышленной фирмой

Все это дает основание приравнивать адаптивное управление кризисной промышленной фирмой к антикризисному менеджменту , имеющему следующие особенности

В качестве основной методологической задачи представленного учебного пособия выступает формирование у студентов глобального видения концепции инновационного менеджмента и понимания необходимости повышения гибкости и адаптивности управления компанией в условиях постоянно меняющейся внешней среды.

Предпринимательское управление характеризуется адаптивностью управления в условиях высокой неопределенности, более широким применением поведенческого и ситуационного подходов

Адаптивное управление требует наличия падежной автоматизированной

Адаптивное управление. Инвестиционно-строительный комплекс относится к классу систем, информация об условиях функционирования и развития которых никогда не бывает полной. Основными каналами, по которым неопределенность проникает в систему управления инвестиционным процессам , являются неточности в прогнозных оценках условий функционирования управляемого объекта запаздывания и искажения информации, поступающей в систему управления ограниченность управленческих ресурсов (дефицит времени на подготовку решений, недостаточная квалификация персонала и т.п=) непредсказуемые действия конкурентов и др.

В условиях неполноты и неопределенности информации оптимальным может быть только адаптивное управление, обеспечивающее приспособление управляемого объекта к изменениям внешних условий за счет преобразования его структуры и методов управления.

Адаптивная система управления - это, как правило, система управления с обучением, поскольку при этом имеет место целенаправленное изменение поведенческой активности на основе опыта. При адаптивном управлении процесс обучения осуществляется как бы "естественным" образом - посредством постоянного сравнения ожидаемых и фактических результатов с выявлением и анализом причин расхождений. Эти процедуры тесно взаимосвязаны и составляют единое целое, которое можно рассматривать как "знание", обеспечивающее принятие оптимальных решений.

Следовательно при адаптивным управлении инвестиционным процессом инвестиционно -строительный комплекс можно рассматривать как обучающуюся систему, способности которой должны развиваться в соответствии с количеством и качеством новых знаний , накапливаемых в системе управления комплексом. Генерирование новой информации становится одной из наиболее важных функций обучающейся системы, поскольку новые знания через технические, технологические, организационные и др. изменения ведут в конечном счете к добавочному экономическому эффекту . В этой связи можно полностью согласиться с мнением, что главное, что мы приобретаем в ходе реализации инвестиционных проектов , - это прирост информированности .

Сегодняшний нейрокомпьютинг проходит "обкатку", в основном, в программном продукте для задач ассоциативной обработки данных, редко используя при этом свой "параллельный" потенциал. Такие приложения как раз и являются основной темой данной книги. Эпоха истинного - параллельного - нейрокомпьютинга начнется с выходом на рынок широкого ассортимента аппаратных средств - специализированных нейрочипов для обработки изображений, речи и прочей сенсорной информации . Можно представить себе, например, дверные замки, распознающие хозяина по виду, голосу, и быть может, запаху в совокупности. Системы жизнеобеспечения жилищ станут адаптивными и обучаемыми. Все бытовые приборы поумнеют и приобретут способность угадывать, что от них требуется именно в данный момент. Провозвестником таких изменений можно считать нейросетевой блок адаптивного управления в недавно появившемся пылесосе фирмы Samsung.

В дополнение к экономии топлива модель Mondeo с передними ведущими колесами включает новейшие разработки в области динамики, безопасности и надежности и, кроме того, удовлетворяет самым высоким экологическим требованиям. По утверждениям руководства компании Ford, эта модель будет первым автомобилем в своем классе, который обладает следующими свойствами электронным управлением тягой, позволяющим устранить пробуксовку колес, адаптивным управлением подвеской для улучшения характеристик езды и управления. Воздушные подушки включены в стандартный набор вместе с противоугонной системой ABS. Во избежание краж на всех моделях были предусмотрены замки безопасности, сигнализация и устройство для блокировки запуска двигателя.

АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ -такое управление , когда желательное состояние системы определяется на основе предшествующего процесса управления (т. е. на основе накопления опыта). В том же смысле употребляется термин "обучение".

Несколько лет назад наиболее популярной ветвью теории управления была теория адаптивного управления. Она развивалась как для детерминированной, так и для вероятностной постановки задачи . Существует громадная библиография в этой области. Однако в последние годы интерес к этой теории стал заметно уменьшаться. Причина этого не только в сложности развитой теории, но и в сложности реализации предлагаемых алгоритмов. Алгоритмы адаптивного управления (прямого и непрямого) оказались негрубыми к неучтенным внешним и параметрическим возмущениям, причем алгоритмы беспоисковой самонастройки ляпуновского типа - особенно чувствительными. В восьмидесятые годы предприняты попытки строить грубые адаптивные регуляторы однако эти алгоритмы были сложны в реализации и по сути являлись подправленными алгоритмами ляпуновского типа.

Unfortunately we do not provide you with any retail Windows 10 Product key here, sorry, you’re at the wrong website. But wait – we would like you to offer atleast valid and working generic windows installation keys to install Windows 10. As said, all of the example keys provided below are installation keys only. These keys will not activate your Windows 10 (neither of the available versions). Generic Windows 10 keys are default keys that are inserted if you choose to skip entering a product key during the installation process.

If you are looking for a valid retail Windows 10 Key we’d like you to take a look at the keys below. You’ll find a link to where you can buy Windows 10 Product Keys for any version out on the market. The prices for the Windows 10 Keys differ based on your choice of the selected version of Windows 10.

Windows 10 Product Key

The Windows 10 product keys listed in this section can also be used with unattended installations (unattended.xml) of Windows 10. Though they are blocked at the Microsoft clearinghouse and therefore cannot be used to activate any productive systems to fully working retail installations. Keys provide you with a couple of days for you to complete the Windows 10 activation process. The keys supplied do not depend on the architecture. They will work on either x86 (32 Bit) and x64 (64 Bit) installations of Windows 10.

Взаимосвязь адаптации и адаптивного управления

Харитонова Альбина Васильевна ,

Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова,

кафедра бухгалтерского учета, анализа, аудита и налогообложения,

кандидат экономических наук, доцент

E-mail: [email protected]

В статье исследуются вопросы взаимосвязи категорий адаптация и адаптивное управление. Подчеркивается, что адаптация – модель поведения предприятия в рыночных условиях, а адаптивное управление – метод (способ) реализации данной модели поведения. Исследованы составляющие элементы системы адаптивного управления на предприятии.

Ключевые слова: адаптация, адаптивное управление, организационно-экономический механизм адаптации,принципы адаптивного управления.

Interrelation of adaptation and adaptive management

Questions of interrelation of categories adaptation and adaptive management are investigated in the article. It is underlined that adaptation – a model of behavior of the enterprise in market conditions, and adaptive management – a method (way) of realization of the given model of behavior. Making elements of system of adaptive management at the enterprise are investigated.

Key words: adaptation, adaptive management, the organizational-economic mechanism of adaptation, principles of adaptive management

Для того чтобы процесс адаптации предприятия к динамично трансформирующимся условиям окружающей среды был целенаправленным, им необходимо управлять. В условиях быстро меняющейся ситуации, как за пределами предприятия, так и внутри требуется особый подход к организации системы внутрифирменного управления субъектами хозяйственной деятельности, что обусловлено существующей для них необходимостью гибко реагировать на перемены и адаптироваться к ним с целью предотвращения кризисной ситуации и продолжения успешного функционирования. Данный подход представляет собой механизм адаптивного управления и можно сказать, что если адаптация – модель поведения предприятия в рыночных условиях, то адаптивное управление – метод (способ) реализации данной модели поведения. Поскольку базовые положения концепции и методология адаптивного управления предприятия в полном объеме еще не сформированы, понятийная конструкция адаптивного управления ещё формируется, существуют различные и неоднозначные толкования данной категории. Важность данного вопроса состоит также в том, что категория адаптивного управления, по мнению большинства авторов, трактуется как совокупность действий и методов, характеризующихся способностью управляющей системы реагировать только на изменение внешней среды, что приводит к сужению предметной области категории.

Анализ высказываний и мнений по данной категории высветил теоретико-методологические задачи, включающие определение объекта и предмета, цели и задач адаптивного управления, результата (продукта) и пользователя результатов адаптивного управления, последовательности проведения адаптивного управления, а также системный характер данной категории. Последняя характеристика предполагает для практического использования создание системы адаптивного управления, обеспечивающей постоянное управляющее воздействие, направленное на осуществление адаптации предприятия к изменениям во внешней и внутренней среде.

С учетом вышеприведенных задач адаптивного управления, система адаптивного управления может быть представлена в виде двух основных частей – методологии адаптивного управления и организационно-экономического механизма адаптации (рис.1).

Сущность методологии системы адаптивного управления составляют теоретические, концептуальные положения деятельности и механизма реализации управления процессами принятия и исполнения сбалансированных решений по повышению конкурентоспособности предприятия, экономические категории, принципы, цели и задачи, технология в определенную систему, которая реализуется через механизм адаптации.

Цель системы адаптивного управления заключается в поиске наиболее эффективных вариантов принятия и исполнения сбалансированного управленческого решения, направленного на создание механизма адаптации развития предприятий в конкурентной среде.

Задачами адаптивного управления является реализация цели адаптации развития предприятия на основе формирования методологии и создания организационно-экономического механизма адаптации предприятий, разработки теоретических и практических механизмов реализации управления по стабилизации положения предприятия в конкурентной среде, с использованием адаптивной модели.

Рисунок 1 – Система адаптивного управления на предприятии

Соответственно, объектом адаптивного управления является предприятие, а предметом - отношения, явления и состояния, которые возникают в процессе функционирования и управления предприятия. В качестве явления и состояния в практике адаптивного управления могут выступать цели и ресурсы, т.е. то, насколько оправданы цели и производительно, эффективно используются ресурсы для достижения поставленной цели.

Результат адаптивного управления направлен на принятие решений в части направлений адаптации и построения модели адаптации и,следовательно, продукт адаптивного управления - информация, используемая в управлении предприятием, для формирования адекватных мер по адаптации предприятия в рыночной среде. Адаптивное управление предполагает, что оно зависит от всей доступной информации о процессе в определенный момент времени, и акцентирует внимание на действии системы управления по достижению недостающей информации.

Адаптивное управление подразумевает адаптацию не только всей системы в целом, но и возможность приспособления отдельных структурных параметров и элементов системы (предприятия) к новым условиям среды . Для достижения этих целей система адаптивного управления ориентируется на применение в процессе управления основных принципов.

Одни авторы выделяют такие принципы адаптивного управления, как: полезность; целостность и полнота; соответствие; компенсация; развитие; преемственность; эффективность; сбалансированность; устойчивость; социальность; обучение; адаптация; дифференциация; другие - следующие принципы: вариативность, прозрачность, информационное обеспечение, устойчивость и адаптивность, иерархичность, рефлексивность, демократизация и гуманизация, эффективность .

Приведенные принципы, как представляется, в большой степени пересекаются с принципами бухгалтерского учета, особенно такие, как полезность, прозрачность, целостность и полнота. Некоторые принципы кажутся искусственными и надуманными, например, такой принцип как демократизация и гуманизация.

В связи с этим, оптимальным может быть перечень принципов, включающий небольшой список и отражающий существенные особенности, присущие именно адаптивному управлению, т.е. это могут быть:

вариативность или интеграция различных подходов к управлению;

Интеграция отдельных научных подходов присуща адаптивному управлению при построении комплексных и инструментальных моделей, в том числе при агрегировании функций, создании общих моделей функционирования, а также частных моделей инвестирования, финансирования и производства, исследования поведенческих аспектов, увязки стратегических, тактических и оперативных систем планирования и расчетов и т.д.

сбалансированность или обоснование и согласованность планов управления предприятием, принятие сбалансированных управленческих решений (ПСУР);

Основную роль в реализации системы адаптивного управления играет сбалансированное управленческое решение, представляющее собой окончательное решение о стратегии действий, направленных на устранение разногласий, в результате воздействия среды, которые возникли на предприятии. Управленческие решения вырабатываются на основе анализа сфер деятельности предприятия, используя поддержку принятия решения в виде подготовленной информации и оформленной в форме проекта решения.

Принятие сбалансированных управленческих решений должно базироваться на системе показателей эффективности или результативности управления, включающей количественные и качественные показатели, позволяющей оценить качество управления на различных уровнях управления и в различных структурных подразделениях предприятия, четко сформулировать цели и выразить их количественно и качественно; отражать достигнутые результаты и проблемные точки, требующие управленческого вмешательства; своевременно осуществлять корректировку стратегии развития в случае ее недостижимости, улучшая тем самым качество планирования. Основная ценность использования системы показателей эффективности и результативности управленческих решений состоит в том, что она позволяет оценить достижение поставленной цели, стоящей перед менеджерами, собственниками, инвесторами предприятия путем интеграции результатов в систему оценочных и нормативных(оптимальных) показателей. Оценочные показатели используются для оценки эффективности адаптивного управления и фактического состояния деятельности предприятия, выявления отклонений, принятия мер, направленных на предотвращение и преодоление критических ситуаций и повышение конкурентоспособности предприятия в целом и объектов мониторинга в частности. Нормативные (оптимальные) показатели необходимы для сравнительной оценки достигнутых результатов по реализации принятых решений в соответствии с планом мероприятий, которые должны быть реализованы по принятому управленческому решению.

Методология теории принятия решения базируется на совокупности концепций (системы, рациональности, наилучшего решения) и принципов (цели, множественности альтернатив, измерения).

3) информационная обеспеченность или обеспечение организационного взаимодействия внутри предприятия, максимальная информатизация системы;

Функционирование и развитие современного предприятия базируется на информационной системе, являющейся основным обеспечением адаптивного управления. Информационная система позволяет создать информационные потоки и объединить их в единое информационное пространство, на базе которого собственники предприятия, топ-менеджмент, менеджеры всех уровней и другие пользователи могут строить сценарии развития.

Для принятия сбалансированных управленческих решений необходима обработка больших массивов информации, а для адаптивного управления предприятиями необходим информационный обмен, который обеспечивает сопровождение управленческих решений. Основой формирования единого информационно-аналитического обеспечения и формирования информационного потока является бухгалтерский и управленческий учет.

В развитой рыночной экономике бухгалтерская отчетность рассматривается не как самоцель, а как источник информации для ее пользователей и под бухгалтерской отчетностью понимается, прежде всего, финансовая отчетность, т.е. отчетность, предназначенная для внешних пользователей информации. Соответственно, конечной целью процесса учета является предоставление информации, полезной при принятии хозяйственных и экономических решений для осуществления разумного выбора из имеющихся альтернативных возможностей применения ограниченных ресурсов в ходе хозяйственной деятельности. Таким образом, отчетность компаний - это в том числе и средство коммуникации между компанией и заинтересованными пользователями.

В соответствии с нормами мировой практики, зафиксированными в Принципах подготовки и составления финансовой отчетности, принятых Комитетом по международным стандартам финансовой отчетности, выделяется семь основных групп пользователей бухгалтерской (финансовой) отчетности :

- инвесторы (в том числе учредители);

- работники и представляющие их группы;

- заимодавцы;

- поставщики и прочие торговые кредиторы;

- покупатели;

- правительство и государственные органы;

Общественность.

Информационные потребности разных групп пользователей неоднородны. Различны и возможности данных групп пользователей в получении информации. В мировой практике приоритет отдается интересам тех групп внешних пользователей, которые могут обеспечить дополнительный приток капитала в расширение деятельности организации, но не имеют возможности запрашивать от предприятий интересующую их финансовую информацию, поэтому вынуждены довольствоваться информацией, предоставляемой им администрацией организации.

Под качественными характеристиками финансовой отчетности международные стандарты понимают атрибуты, которые делают информацию прозрачной и полезной для потребителя. Они включают уместность, надежность (достоверность), сопоставимость и понятность.

Бухгалтерская (финансовая) отчетность должна давать достоверное и полное представление о финансовом состоянии организации, финансовых результатах и финансовом положении.

Система управленческого учета обеспечивает удовлетворение внутренних потребностей предприятия в отличие от бухгалтерского учета, который предназначен для предоставления финансовой информации внешним пользователям, прежде всего регулирующим органам и акционерам. Управленческий учет – это аналитический учет в отличие от бухгалтерского учета, который является синтетическим. Это означает, что он обеспечивает детализированный учет в виде, удобном для анализа и принятия решений и ведется по единицам финансовой организационной структуры, то есть по центрам финансовой ответственности: затрат, доходов, прибыли, инвестиций. Система управленческого учета охватывает факторы, которые влияют на стоимостные результаты деятельности предприятия, и позволяет оценивать такие критерии управления результатами, как прибыльность деятельности выделенных сегментов финансовой структуры, взаимоотношения между ними. Как правило, отчеты обеспечивают информацию, достаточную для того, чтобы руководство могло установить, почему производятся расходы и какую прибыль приносит бизнес-единица, центр прибыли, бизнес-направление, продукт, клиент, проект, канал сбыта и так далее, проанализировать причины расходов и доходов, привести доходы и расходы к желательному уровню.

4) эффективность или мотивация, учет, контроль и анализ;

5) адаптивность и устойчивость, гибкая организационная структура;

Многие авторы относят к основным свойствам адаптивности, прежде всего, устойчивость и гибкость. Под устойчивостью понимается способность системы (предприятия) эффективно функционировать в условиях внешних воздействий и внутренних возмущений; в то время как под гибкостью - свойство предприятия переходить в результате воздействия факторов внешней и внутренней среды из одного работоспособного состояния в другое с минимальными затратами ресурсов и времени .

Следовательно, можно сказать, что стратегическая устойчивость предприятия, представляет собой результат его способности создавать, развивать и сохранять длительное время конкурентные преимущества на рынке потребителей в условиях изменений внешней среды и включает в себя элементы экономической (финансовой), технологической, организационной, рыночной и кадровой устойчивости, позволяющие поддерживать должный уровень ликвидности, платежеспособности и рентабельности предприятия.

6) развитие или интеграция исследовательских, управленческих и учебных аспектов;

7) системная организация инноваций, инновационное управление. В условиях рыночной экономики и неустойчивого развития наиболее эффективным, а также инновационным видом адаптивного управления следует считать процессный подход к управлению, т.е. управление бизнес-процессами на предприятии. Актуальность такого управления соответствует теории и практике управления в быстро изменяющихся условиях и при этом появляется возможность оценить деятельность системы адаптивного управления в целом, дифференцируя элементы адаптивной системы по сферам деятельности, процедурам управления и по этапам принятия решения.

Резюмируя, можно сказать, что адаптивное управление – гибкая система управления предприятием, направленная на реализацию механизма адаптации посредством формирования методологии управления и организационно-экономического механизма адаптации для приспособления к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. Система адаптивного управления предприятием в конкурентной среде представляет собой совокупность принципов, инструментов и технологий принятия и исполнения сбалансированных управленческих решений, которые реализуются посредством механизма адаптации и исполнения сбалансированного решения на основе управленческих показателей.

Организационно-экономический механизм адаптации в конкурентной среде является составной частью системы адаптивного управления предприятием; он обеспечивает интеграцию функций и инструментов адаптации, а также целенаправленное воздействие на факторы, от состояния которых зависит конкурентоспособность предприятия.

Использованная литература

Бушмелева Г.В. Адаптивное управление промышленными предприятиями в конкурентной среде. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.э.н. Ижевск, 2009.
Горбатова Л.В. Учет по международным стандартам. М., фонд развития бухгалтерского учета. 2002.
Дудчак В.В. Теоретико-методологические аспекты формирования системы адаптивного управления промышленным предприятием. Диссертация на соискание ученой степени д.э.н. Ростов-на- Дону, 2006. Бушмелева Г.В. Адаптивное управление промышленными предприятиями в конкурентной среде. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.э.н. Ижевск, 2009. С.15-16
Горбатова Л.В. Учет по международным стандартам. М.. фонд развития бухгалтерского учета. 2002,с.45-50

В условиях адаптации российских предприятий к современным условиям хозяйствования актуальным является выбор стратегии развития предприятия, ориентированной на его реструктуризацию и преодоление кризисных явлений в его развитии, обеспечивающей движение вперед параллельно с модернизацией всей экономической системы. Требуется несколько иной подход к управлению компаниями, ориентированный на перспективное развитие, который может быть реализован в рамках адаптивного управления. При этом традиционные функции управления приобретают некоторые особенности. Планирование носит предупреждающий характер; организация ориентирована на гибкую структуризацию взаимосвязей по блочному принципу; мотивация предполагает командный стиль работы коллектива; контроль базируется на постоянном соотношении уровней фактической и нормативной адаптации. Для активизации перспективных направлений деятельности на уровне конкретной организации требуется проработка вопросов определения необходимых функций по управлению адаптационными изменениями, оптимального распределения этих функций между руководителями, отделами и подразделениями. В таком случае станет возможным учет и анализ всех составляющих адаптационного потенциала, что обеспечит объективную информационную поддержку принимаемых решений, связанных с перспективным развитием предприятия. При формировании системы управления предприятиями в условиях адаптации – системы адаптивного управления – следует принимать во внимание общие закономерности и особенности адаптации предприятий к новым условиям функционирования.

адаптация

стратегия развития

Адаптивное управление

1. Гибкое развитие предприятия: эффективность и бюджетирование. – М., 2000. – 352 с.

2. Зяблицкая Н.В. Оценка адаптационного потенциала предприятий нефтегазовой отрасли: монография. – Нижневартовск: Изд-во Нижневарт. гуманит. ун-та, 2011. – 163 с.

3. Клейнер Г.Б. Эффективность мезоэкономических систем переходного периода // Пробл. теории и практики управления. – 2002. – № 6. – С. 35–40.

4. Николис Г., Пригожин Н. Самоорганизация в неравновесных системах. – М. : Мир, 1979. – 512 с.

5. Переходная экономика России: методология анализа // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 6. Экономика. – 1994. – № 3. – С. 3.

6. Райская Н.Н. Факторы промышленного роста России / Н.Н. Райская, Я.В. Сергиенко, А.А. Френкель // Вопр. статистики. – 2000. – № 7. – С. 33–36.

7. Ровенский Ю.А. О методах антикризисной поддержки предприятий на этапе формирования промышленной политики // Социально-гуманитарные знания. – 1999. – № 1. – С. 155–158.

8. Теория и механизм инноваций в рыночной экономике / Ю.В. Яковец, В.И. Кушлин, А.Н. Фоломьев и др. / под ред. Ю.В. Яковца / Международный фонд Н.Д. Кондратьева. – М., 1997.

9. Эшби У. Росс. Введение в кибернетику. – М. : Иностранная литература, 1959. – 432 с.

В современных условиях хозяйствования с целью обеспечения успешности адаптационного процесса весьма актуальным является вопрос формирования такой системы управления, которая в наибольшей степени отвечала бы требованиям современности, направленности на инновационный путь развития и модернизацию экономики. Речь идет о формировании системы так называемого адаптивного управления.

Под адаптивным управлением мы будем понимать управление социально-экономической системой, нацеленное на скорейшее достижение системой нормативного уровня адаптивности при минимальных адаптационных затратах.

Адаптивное управление предприятиями России имеет ряд существенных особенностей. Остановимся на них более подробно.

Поскольку изменения внешней среды функционирования предприятий в России носят широкомасштабный, системный характер, постольку адаптация к ней отдельных предприятий предполагает проведение в их рамках комплексных изменений факторов внутренней среды, что является по сути реструктуризацией предприятий.

«Именно комплексное реструктурирование, предполагающее существенное обновление всех сфер деятельности, а не единичные реорганизационные мероприятия необходимо отечественным предприятиям для адаптации к новым условиям хозяйствования», - отмечается в коллективной работе российских экономистов .

В связи со сказанным адаптивное управление предприятиями в российских условиях можно отнести по преимуществу к управлению процессами реструктуризации предприятий.

Второй содержательной особенностью адаптивного управления предприятиями в России, помимо его направленности на реструктуризацию, является его антикризисный характер. Системные изменения всего спектра социально-экономических, политических, правовых отношений в России вызвали колоссальный по своим масштабам спад производства. Практически все сферы и отрасли экономики начиная с 90-х годов ХХ века находятся в состоянии затяжного кризиса.

Наметившиеся в начале XXI века положительные тенденции в динамике отечественной промышленности весьма серьезно содрогнулись в результате наступления мирового финансово-экономического кризиса 2008 года. Отсюда адаптация предприятий к новому этапу развития рыночной экономики в России в условиях посткризисных явлений с необходимостью предполагает осуществление в их рамках мероприятий антикризисного характера.

Важной составляющей современных экономических условий функционирования компаний является модернизационный характер, обозначенный в стратегии социально-экономического развития страны до 2020 года.

Итак, можно сказать, что адаптивное управление в России является управлением реструктуризацией предприятий, носящей посткризисный модернизационный характер . Конечно, следует помнить, что не для всех предприятий России адаптивное управление носит антикризисный характер и непосредственно связано с комплексной реструктуризацией. Однако, как отмечается в работе , «число российских предприятий, которые в процессе адаптации к рыночным условиям не столкнулись с проблемой реструктуризации, осложненной при этом кризисными явлениями, незначительно. О них можно говорить, скорее, как об "исключении из правил"».

Реструктуризация российских предприятий, нацеленная одновременно на адаптацию к современным рыночным условиям хозяйствования и на преодоление кризисных явлений, требует, на наш взгляд, особых подходов к выбору стратегий, средств и методов ее проведения. При этом, безусловно, реализация традиционных функций управления (планирования, организации, контроля и мотивации) также будет иметь свою специфику в условиях реструктуризации и модернизации.

Рассмотрим особенности выбора стратегии развития предприятия, нацеленной на адаптацию к рыночным условиям хозяйствования и на преодоление кризисных явлений. В современной литературе, посвященной стратегическому менеджменту, большинство авторов предлагает следующую схему выбора стратегии развития предприятия.

На первом этапе определяется стратегическое положение предприятия: анализируется внешняя и внутренняя среда функционирования предприятия, определяются благоприятные и неблагоприятные для развития предприятия факторы внешней среды, а также сильные и слабые стороны его внутренней среды.

Наиболее распространенными и апробированными методами анализа стратегического положения предприятия являются: SWOT-анализ, STEP-анализ (анализ сфер макросреды: социальной, технической, экономической, политической), анализ «поля сил» по Ансоффу, выделение конкурентных сил по Портеру, сравнение темпов роста и доли рынка - матрица BCG, метод анализа эволюции - модель Hofer/Schendel, анализ отраслевой привлекательности - модель Shell/DPM, сравнение привлекательности рынка и конкурентоспособности - модель GE/McKinsey.

На втором этапе на основе результатов анализа стратегического положения предприятия разрабатывается долгосрочный прогноз развития предприятия. При этом предусматриваются различные варианты развития: как при преобладании неблагоприятных факторов развития (пессимистический прогноз), так и при преобладании благоприятных факторов развития (оптимистический прогноз). Определяется также наиболее вероятный прогнозный вариант развития предприятия. В современной литературе представлен достаточно широкий спектр методов прогнозирования развития предприятий на долгосрочную перспективу. Все они достаточно известны и апробированы на практике .

На третьем этапе в рамках наиболее вероятного прогноза разрабатываются различные сценарии развития предприятия. При этом, если это необходимо, уточняются миссия и цели хозяйственной деятельности предприятия. Определяются критерии эффективности развития предприятия (доля на рынке, объем продаж, размер прибыли, уровень удельных затрат, доходность акций и т.п.). На данном же этапе определяются возможные направления тактических мероприятий. Наиболее распространенным способом уточнения целей и задач, стоящих перед предприятием, является «дерево целей».

На четвертом этапе на основе выбранных критериев эффективности функционирования предприятия определяется оптимальный сценарий его развития.

На пятом этапе формируется стратегический план развития предприятия, в основе которого находится оптимальный сценарий его развития, разработанный на предыдущем этапе.

Рассмотрим особенности первого этапа разработки адаптационной стратегии развития предприятия: анализ внешней и внутренней среды функционирования предприятия.

Отметим, во-первых, что кризисное состояние подавляющего большинства промышленных предприятий России инициировано высокой скоростью изменений факторов внешней среды при значительном отставании темпов соответствующих изменений факторов внутренней среды функционирования предприятий. В этих условиях при анализе внешней среды актуальным является не только определение благоприятных и неблагоприятных для развития предприятия факторов, но прежде всего определение «контуров» новой среды, определение специфики новых социально-экономических отношений, меняющих «правила игры» хозяйствующих субъектов.

Иными словами, анализ внешней среды предполагает, помимо прочего, устранение информационной неопределенности в представлениях менеджмента предприятия об этой среде.

Снятие подобной неопределенности позволит выявить сущностные, закономерные свойства новой среды. В свою очередь это позволит определить те принципы стратегического развития, на основе которых предприятие будет функционировать в изменившейся среде, позволит определить тот «идеальный образ» предприятия, который соответствует новой среде и который послужит основой для определения уровня нормативной адаптивности предприятия.

Во-вторых, анализ внутренней среды предприятия, помимо выявления сильных и слабых сторон его функционирования в изменившихся условиях, предполагает соотношение сложившегося состояния предприятия с тем его «идеальным образом», который соответствует новым условиям хозяйствования.

Иными словами, определяется уровень фактической адаптивности предприятия и проводится сравнение его с уровнем нормативной адаптивности. Результатом такого сравнения является выявление диапазона адаптации данного предприятия к новым условиям хозяйствования.

Весьма важным при выявлении диапазона адаптации является определение суммы затрат, необходимых для достижения уровня нормативной адаптивности. Как правило, покрытие подобных затрат в условиях кризиса является весьма проблематичным. Отсюда, помимо определения «идеального образа» предприятия, соответствующего новым условиям хозяйствования, менеджменту предприятий приходиться определять, каким необходимо быть предприятию, чтобы, во-первых, оно смогло «вынести нагрузку» адаптационных затрат, а во-вторых, приблизило предприятие к уровню нормативной адаптивности.

Данная проблема есть классическая задача реструктуризации системы: «если существующая структура системы для достижения системных целей требует затрат, несовместимых с ее существованием, данную структуру следует изменить» .

Второй этап выбора адаптационной стратегии развития предприятия - выбор направления и средств реструктуризации. Для достижения уровня нормативной адаптивности менеджменту предприятия необходимо решать двойственную задачу: обеспечить дееспособность предприятия на краткосрочный период (для аккумулирования ресурсов на покрытие адаптационных затрат) и восстановить эффективное функционирование предприятия в новых условиях.

Данная задача определяет особенности выбора направления и средств реструктуризации, а именно: реструктуризация должна носить комплексный, системный характер. Задачи краткосрочного характера не должны противоречить долгосрочным задачам.

В работе описываются принципы стратегического реструктурирования, выстроенные в соответствии с их приоритетностью. При этом авторы особо подчеркивают, что данная схема свойственна в основном российским предприятиям промышленности и включает следующие области структурных преобразований: изменения в организационной стратегии; выбор организационно-правового оформления избранной стратегии; преобразования в структуре управления.

На третьем этапе выбора адаптивной стратегии развития предприятия определяются различные сценарии (варианты) развития предприятий.

Обобщение опыта реструктуризации зарубежных и российских предприятий в современной экономической литературе позволяет выделить несколько типичных сценариев реструктуризации.

В современной экономической литературе отмечаются такие типичные сценарии, как интеграция предприятий в более крупные промышленные структуры, концентрация производства в рамках существующей структуры, диверсификация, сокращение производственных мощностей в соответствии с существующим объемом производства.

На наш взгляд, данная классификация типичных структур не предусматривает, по крайней мере, еще два возможных сценария реструктуризации: развитие какой-либо отдельной сферы деятельности предприятия (в литературе такое направление реструктуризации получило название «дивестирование» ) и реструктуризацию в рамках реорганизационных процедур банкротства предприятия.

На четвертом этапе разрабатывается прогноз результатов реструктуризации предприятия. При этом следует отметить, что прогнозирование реструктуризации на начальном этапе ее осуществления требует более ограниченного набора методов, чем в условиях стабильного развития предприятия.

В этих условиях наиболее предпочтительными и хорошо зарекомендовавшими себя в практике прогнозирования являются методы имитационного моделирования. Данные методы весьма продуктивно работают в условиях, предусматривающих поэтапное изменение качественных характеристик объекта, развитие которого прогнозируется (подробнее о данных методах см. ).

На пятом этапе выбора адаптивной стратегии разрабатывается долгосрочный план развития предприятия.

В своих работах такие специалисты в области стратегического управления, как Виханский О.С., Наумов А.И. , Кивачук В.С. , отмечают, что наиболее предпочтительным в условиях комплексной реструктуризации предприятия подходом к стратегическому планированию является программно-целевой подход.

Основы данного подхода заложил в своих работах И. Ансофф. Суть его в следующем. На этапе планирования четко формулируется ряд целей предприятия. Сформулированные цели ранжируются по степени значимости результатов, получаемых при их достижении. Для каждой цели составляется детальная программа ее достижения. В результате предприятие получает своеобразный программный комплекс, ориентированный в целом на решение некоторой глобальной задачи предприятия, в частности реструктуризации.

Преимуществом программно-целевого подхода является детализация путей и средств достижения той или иной цели предприятия. Данная детализация позволяет сосредотачивать ограниченные ресурсы предприятия на наиболее важном для предприятия участке деятельности, решая в первую очередь наиболее значимые задачи. Повышается эффективность контроля над результатами деятельности предприятия. Кроме того, у предприятия появляется возможность маневра в своей деятельности без серьезного изменения стратегического плана развития, т.к. программно-целевой стратегический план, состоящий из «модулей - программ», является достаточно гибким, не теряющим своего значения при смене приоритетности целей.

В процессе адаптации особое значение приобретает системность функций управления, под которой понимается не только взаимосогласованность между собой таких функций, как планирование, организация, контроль и мотивация, но и соответствие оперативной реализации данных функций стратегическому плану развития предприятия.

Четкое достижение приоритетов адаптивной стратегии обеспечивает не только стабильное функционирование компаний, но и способствует движению вперед и выходу на новый качественный уровень своего развития.

Рецензенты:

Набоков В.И., д.э.н., профессор кафедры управления и права ФГБОУ ВПО «Уральская государственная сельскохозяйственная академия», г. Екатеринбург.

Пустуев А.Л., д.э.н., профессор, зав. кафедрой экономической теории ФГБОУ ВПО «Уральская государственная сельскохозяйственная академия», г. Екатеринбург.

Библиографическая ссылка

Зяблицкая Н.В. АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННЫМИ КОМПАНИЯМИ // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=5594 (дата обращения: 06.04.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

А.В. Воронин

АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Издательство

Томского политехнического университета

Пособие подготовлено на кафедре интегрированных систем управления и предназначено для студентов ИДО, обучающихся по направлению 220700 «Автоматизация технологических процессов и систем».

УДК 681.3

ББК 32.97

ВВЕДЕНИЕ

Назначение адаптивных систем управления.

Как отмечалось выше, необходимость адаптивного управления возникает, когда недостаточна априорная информация или динамические характеристики объекта в процессе функционирования системы управления изменяются в широких пределах. Такая ситуация возникают во многих производствах.

Аэродинамические характеристики самолетов зависят от скорости и высоты полета, от атмосферных условий, в которых происходит полет. И во время полета отдельные параметры, определяющие динамические свойства самолета, могут изменяться в десятки раз. В этих условиях с задачей качественного управления самолетом обычные автопилоты могут не справиться.

Модели технологических процессов в металлургии, химии, нефтехимии являются сложными. Их параметры и, возможно, структуры из-за недостаточной априорной информации не всегда известны .

Кроме того, эти параметры могут изменяться во время протекания технологического процесса в указанных отраслях. Поэтому обычные системы управления во многих случаях не могут обеспечить качественного, а иногда и просто устойчивого управления такими технологическими процессами .

При разработке унифицированных регуляторов для широкого класса объектов параметры регуляторов заранее не могут быть точно рассчитаны и установлены. Достаточно напомнить о том, что процедура линеаризации всегда проводится в некоторой точке и полученный регулятор является работоспособным в малой окрестности точки линеаризации. Поэтому, если эти регуляторы являются неадаптивными, то при их использовании в каждом конкретном случае они требуют настройки . Использование адаптивных регуляторов избавит пользователей от этой процедуры, что позволит сэкономить их время и «силы».

В большинстве случаев адаптивное управление преследует цель нейтрализации параметрической неопределенности или неизбежных изменений параметров объекта. Однако в некоторых случаях, в особенности при управлении технологическим процессами, где могут присутствовать сотни управляющих контуров, адаптивное управление также используется, чтобы уменьшить число конструктивных параметров ручной настройки и тем самым увеличить эффективность и практичность системы управления.

Резюмируя изложенное, можно утверждать, что применение принципов адаптивного управления позволяет :

Обеспечить оптимальный режим работы системы управления в условиях неполной информации;

Обеспечить работоспособность системы управления в условиях изменения динамических свойств объекта в широких пределах;

Создать унифицированные регуляторы для широкого класса объектов;

Снизить технологические требования к изготовлению отдельных узлов и элементов;

Сократить сроки разработки и наладки систем.

Два подхода к синтезу САУ для объектов с

Неопределенными параметрами

В настоящее время в ТАУ существуют два подхода, позволяющие решить задачу управления объектами с переменными и неопределенными параметрами.

Первый подход базируется на использовании регуляторов, алгоритмы работы которых напрямую не зависят от меняющихся или неизвестных параметров. Идея подхода состоит в том, чтобы на этапе синтеза сделать систему максимально нечувствительной к изменяющимся или неопределенным параметрам. В основе подхода лежит свойство обратных связей устранять влияние неопределенностей, либо, по крайней мере, уменьшать это влияние до некоторой величины. Почти любой обычный регулятор, рассчитанный для рабочей точки, благодаря заложенным в нем запасам сохраняет работоспособность и при изменении параметров объекта в некотором диапазоне. Но если не используются специальные методы, этот диапазон оказывается небольшим.

Во многих случаях путем выбора более сложной структуры регулятора удается существенно расширить диапазон изменения параметров, в котором обеспечивает неизменное или малое изменение показателей качества управления. Такие системы, имеющие пониженную чувствительность к изменяющимся параметрам объекта управления, называются грубыми системами . В настоящее время существует несколько подходов к синтезу грубых систем.

Один из них заключается в выборе такой структуры системы, при которой место включения объекта управления соответствует достижению минимальной чувствительности регулируемой переменной к вариациям параметров.

В основу другого подхода положено использование в системе избыточных элементов, представляющих специальные корректирующие устройства, которые рассчитываются так, чтобы снизить чувствительность системы к изменениям параметров объекта управления.

Таким образом, в грубых системах обеспечение требуемого качества управления в условиях меняющихся или неопределенных параметров достигается за счет увеличения объема рабочей (апостериорной) информации. В этих системах при формировании управляющего сигнала кроме информации о регулируемой величине используются измерения других, доступных для измерения величин, и эти данные подвергаются преобразованию с помощью более сложных линейных и нелинейных законов. Часто грубые системы называют системами с пассивной адаптацией.

Другой подход связан с разработкой собственно адаптивных систем, реализующих подстройку параметров и\или структуры регулятора под изменяющиеся параметры объекта.

1.6. Структура и типы адаптивных систем управления .

Адаптивные системы управления включают объект, регулятор и адаптор (блок адаптации) (рис.1.3). Объект и регулятор, вырабатывающий управляющее воздействие на объект, образуют основной контур. Регулятор содержит варьируемые параметры. Адаптор на основе обработки доступной ему информации вырабатывает управляющее воздействие, производящее подстройку варьируемых параметров регулятора. Регулятор совместно с адаптором образуют адаптивный регулятор.

Таким образом, адаптивная система обладает способностью «приспосабливаться» к изменениям параметров объекта. В ней автоматически производятся такие же изменеия, какие бы внес проектировщик, если бы имел возможностьполучить дополнительную информацию о поведении системы.

Как видим, адаптивная система управления имеет иерархическую структуру : она имеет, по крайней мере, два уровня. Основной контур образует первый (низший) уровень, а контур, содержащий адаптор и называемый контуром адаптации , - второй уровень.

На нижнем уровне решается обычная задача регулирования. Структура контура регулирования зависит от характера изменения . Это могут быть задачи стабилизации, слежения или программного управления. Обычно реализуется принцип регулирования по отклонению или комбинированного управления.

Рис. 1.3 Простейшая блок- схема адаптивной системы

Задача верхнего уровня состоит в стабилизации или оптимизации характеристик основного контура системы в условиях изменения и . В качестве объекта управления контура адаптации выступает основной контур системы, при этом управляемой величиной является некоторый показатель, характеризующий динамические свойства основного контура, а управляющим воздействием – вектор параметров регулятора, к которым относятся настраиваемые параметры и параметры, определяющие структуру регулятора.

Задачу стабилизации или поиска экстремума указанного показателя решает блок БА, который работает по измерениям , меняя вектор параметров .

В частном случае, адаптация может работать, как и обычная система управления, по разомкнутому, замкнутому и комбинированному принципу.

Следует заметить, что в блок адаптации не заводится информация о параметрических возмущениях. Дело в том, что измерения и это задачи разного уровня сложности. Если часто доступны для измерения (хотя и эта задача может быть весьма непростой), то параметрические возмущения обычно не измеряемы. Их можно оценить только методами идентификации.

В общем случае в АС возможны три и больше уровней. В частности, если для синтеза адаптора в завершенном виде априорной информации недостаточно и, допустим, какие-либо его параметры должны уточняться в процессе функционирования системы, потребуется третий уровень - контур адаптации адаптора. Адаптор выполняет двоякую функцию: изучение объекта и настройку регулятора.

Экстремальные,

самонастраивающиеся (СНС),

самоорганизующиеся (СОС),

Самообучающиеся.

Самые старые и самые простые АС, этоэкстремальные системы . В экстремальных системах обеспечивается оптимальный режим (точнее квазиоптимальный, т.к. обычно ЭС являются поисковыми, а поисковые сигналы возбуждают систему), соответствующий экстремуму статической характеристики объекта при ее «дрейфе», за счет автоматического регулирования сигналов на входе экстремального объекта.

Достоинство такой системы - простота, скромные требования к информации и точное поддержание экстремума. Недостатком является квазиоптимальность и медленность работы при поисковой реализации, требования к наличию у объекта экстремальной характеристики.

К самонастраивающимся системам относятся те адаптивные системы, в которых структура основного регулятора задана и для достижения требуемого качества управления в основном контуре перестраиваются коэффициенты закона управления, реализуемого в регуляторе.

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Принцип действия ЭС

Как уже отмечалось, в зависимости от количества координат, характеризующих экстремальный статический режим объекта управления, ЭС делят на одномерные и многомерные. Начнем с одномерной ЭС, обобщенная структура которой представлена на рис. 2.9. В основном, ЭС содержит те же обязательные функциональные элементы, что и любая САР.

Рис. 2.9 Структура экстремальной системы

В частности, на рис. 2.9:

ИУ – исполнительное устройство,

УПУ – усилительно-преобразовательное устройство,

ИОЭ – измеритель отклонения от экстремума.

Основной интерес представляет ИОЭ.

Пусть исходное расположение статистической характеристики объекта задано кривой 1 на рис. 2.10, которая имеет максимальное значение при . Пусть далее произошло смещение характеристики по оси и значение упало с до .

При этом ясно, что измеряя только и нельзя определить направление смещения.

А вот если бы мы знали еще и скорость , то проблема была бы решена.

Рис.2.10 Рис.2.11

Из рисунка 2.11 следует, что закон экстремального управления должен удовлетворять условию

при поиске максимума.

Таким образом, чтобы принять решение о том, куда двигаться, нужно менять и определять .

Отсюда следует правило: чтобы определить направление движения к экстремуму необходимо изменить входную величину и проанализировать реакцию на это изменение.

В отличие от обычных САР управление в ЭС носит дуальный характер, т.е. служит и для определения направления движения и для осуществления самого движения к экстремуму. Поэтому его часто делят на два вида – пробное и рабочее. Эти движения связаны между собой по- разному. Можно выделить три случая.

1) Пробное и рабочее движения разделены.

2) Пробное и рабочее движения совпадают.

3) Пробное и рабочее движение существуют одновременно.

Типы экстремальных систем

Замечание.

Градиентом называют векторную функцию скалярного аргумента. Компонентами вектора градиента являются частные производные аргумента по пространственным координатам. Градиент переменной записывается .

Обычно для определения проекций градиента используется следующий прием .

Шаговые ЭС.

Как уже отмечалось, для определения направления движения к экстремуму нужно знать . В шаговых ЭС бесконечно малые и заменяются малыми конечными приращениями и . Соответственно .

Алгоритм включает следующие шаги:

● даем приращение ,

● определяем ,

● по отношению этих приращений определяем рабочие точки относительно экстремума.

Существует 2 типа ШЭС:

а) с разделенными пробными и рабочими шагами, как это показано на рис. 2.15,

б) с совмещенными пробными и рабочими шагами.

Основной элемент ШЭС – устройство определяющее приращение входной или выходной величины.

Техническая реализация может быть весьма разнообразной. Чтобы повысить помехозащищенность и улучшить работу шаговой системы, часто используют дискретные системы шагового типа, в которых используют импульсные элементы, как это показано на рис. 2.16, 2.17.

Рис. 2.16 ШЭС с импульсными элементами.

Достоинства ШЭС.

● Очень удобно при регулировании медленно протекающих процессов. Вместо медленного изменения управляющего воздействия использована импульсная перестановка управляющего элемента.

● Хорошо работают с объектами с запаздыванием

Многомерные ЭС

Многомерные ЭС предполагают наличие объекта управления с экстремальной характеристикой, состояние которого зависит от нескольких входных переменных. На рис. 2.27 показана общая структура многомерных ЭС.

Рис. 2.27. Структура многомерной ЭС

Особенности данной системы связаны с блоками УПУ и Изм.У.

Пусть имеем зависимость . Изобразим на плоскости линиями уровня для значений …

Рис. 2.28 Постановка задачи двумерного экстремального поиска

Пусть начальная точка состояния системы соответствует . Алгоритм поиска может быть следующим.

: а) получить информацию о поведении функции в окрестности рабочей точки;

б) организовать движение системы (формулирование управляющих воздействий) в требуемом направлении.

Градиентные методы

Среди детерминированных способов наиболее эффективными в системах адаптивного управления являются градиентные методы. Градиентные методы основаны на использовании градиента целевой функции. Указанные методы носят итеративный характер, так как компоненты градиента являются, как правило, нелинейными функциями управляемых переменных.

Основная идея всех градиентных методов состоит в том, чтобы двигаться к минимуму в направлении наиболее быстрого убывания функции, которое определяется антиградиентом. Эта идея может реализоваться, например, следующим образом.

Выберем каким-либо способом начальную точку, вычислим в ней градиент рассматриваемой функции и сделаем небольшой шаг в обратном, антиградиентном направлении. В результате мы придем в точку, в которой значение функции будет меньше первоначального. В новой точке повторим процедуру: снова вычислим градиент функции и сделаем шаг в обратном направлении. Продолжая этот процесс, мы будем двигаться в сторону убывания функции.

Наглядной интерпретацией задачи градиентного спуска можно считать положение человека, который хочет максимально быстро спуститься на дно котловины, заросшей лесом, но видит перед собой лишь ограниченный участок местности. В такой ситуации логичным алгоритмом действия является движение в ту сторону, где местность наиболее круто идет вниз, т.е. в сторону антиградиента функции высоты.

Далее везде будем предполагать, что , существуют и непрерывны. Предполагается, что компоненты градиента могут быть записаны в аналитическом виде или с достаточно высокой точностью вычислены при помощи численных методов.

Замечание. В практических задачах найти значения производных целевых функций вида аналитически, как правило, не удается и их вычисляют приближенно:

Выбор величин приращений по координатам зависит от возможностей используемой ЭВМ и необходимой точности вычислений.

Все градиентные методы поиска минимума основаны на итерационной процедуре, реализуемой в соответствии с формулой

где – текущее приближение к решению ;

– параметр, регулирующий длину -го шага;

– направление поиска в - мерном пространстве управляемых переменных , .

Способ определения и на каждой итерации связан с особенностями применяемого метода.

Ранее уже отмечалось, что градиент функции в точке − это вектор

проекции которого являются производными по координатам и вычислены для . Длина вектора градиента

характеризует скорость возрастания функции в этой точке, а направление соответствует направлению быстрейшего возрастания функции. Антиградиент - это вектор такой же длины, направленный в противоположную сторону (рис. 2.29). В точке минимума градиент функции равен нулю.

Единичный вектор градиента определяется как

Рис. 2.29. Градиент и антиградиент функции

При поиске минимума каждая следующая точка поиска (каждый новый член минимизирующей последовательности) получается в результате перемещения из предыдущей точки по направлению антиградиента целевой функции по формуле

Если в результате этого перемещения наблюдается увеличение значения целевой функции, то значение рабочего шага поиска уменьшается. Поиск прекращается, когда выполняется необходимое условие , например, длина вектора градиента становится меньше требуемой точности:

Различают методы градиента с переменным шагом и с постоянным шагом (рис. 2.30). При использовании метода градиента с переменным шагом изменение значений производится согласно выражению

, i =1,2,...,n , k =0,1,2…, (2.3)

а останов поиска - при выполнении неравенства (2.2). При возникновении ситуации значение параметра h уменьшается, например, делится на число . Характер изменения значений , согласно (2.3), зависит от величины и знака соответствующих частных производных целевой функции.

Рис. 2.30. Методы с постоянным и переменным шагом

К недостаткам метода можно отнести то, что, во-первых, на каждом шаге необходимо определять значение градиента. Это может быть не просто, если градиент определяется экспериментально. Во-вторых, по мере приближения к точке абсолютные величины частных производных уменьшаются, следовательно, и шаг поиска является переменным – уменьшается по мере приближения к искомой точке. Такой характер поиска требует иногда весьма значительных затрат времени.

Второй из отмеченных недостатков может быть устранен применением метода градиента с постоянным шагом. Метод позволяет сократить затраты времени, но требует несколько большего объема вычислений при изменении значений аргументов целевой функции. Его основное соотношение:

, i =1,2,...,n ; k =0,1,2,... . (2.4)

Метод использует вектор градиента единичной длины, который определяет лишь направление градиента, поэтому движение по осуществляется с постоянной скоростью, зависящей от величины шага . Если изменение аргументов целевой функции в соответствии с (2.4) приводит к увеличению ее значения, параметр поиска уменьшается. Останов поиска по методу градиента с постоянным шагом осуществляется при выполнении неравенства .

Метод Коши (Наискорейшего спуска)

Вычисление градиента на каждом шаге, позволяющее все время двигаться в направлении наиболее быстрого убывания целевой функции, может в то же время замедлить вычислительный процесс. Дело в том, что подсчет градиента - обычно гораздо более сложная операция, чем подсчет самой функции, особенно если аналитическое выражение градиента отсутствует. Поэтому часто пользуются модификацией градиентного метода, получившей название метода наискорейшего спуска или метода Коши (рис.2.31).

Рис. 2.31. Иллюстрация к методу наискорейшего спуска

Согласно этому методу после вычисления градиента функции в начальной точке делают в направлении антиградиента не маленький шаг, а движутся до тех пор, пока функция убывает. Достигнув точки минимума на выбранном направлении, снова вычисляют градиент функции и повторяют описанную процедуру. При этом градиент вычисляется гораздо реже, только при смене направлений движения.

Хотя траектория ведет к цели не так быстро, как на рис. 2.30, экономия машинного времени за счет более редкого вычисления градиента может быть весьма существенной.

Метод может быть реализован в нескольких вариантах. Простейшим является использование формулы

для последовательного движения к экстремуму, пока будет выполняться условие . Нарушение данного условия означает прохождение точки минимума и говорит о том, что необходимо изменить направление движения. В достигнутой точке производится новый расчет вектора градиента и процесс повторяется.

Другой вариант состоит в том, что значение шага оптимизации вычисляется путем решения задачи минимизации вдоль направления с помощью того или иного метода одномерного поиска. Этот вариант реализации алгоритма более сложный, но обычно требует меньшего количества итераций.

Пусть функция дифференцируема по и вектор градиента может быть записан аналитически. Тогда поиск минимума функции с использованием процедуры одномерной минимизации включает следующие этапы.

Этап 1. Определение аналитических соотношений для вычисления градиента функции , длины вектора градиента и единичного вектора градиента .

Этап 2. Выбор исходной точки при (начальных значений аргументов функции).

Этап 3. Выбор шага a изменения координат текущей точки . Осуществляется из условия достижения экстремума функции одного аргумента в соответствии с уравнением

Корень этого уравнения, соответствующий минимуму функции , обозначим .

Этап 4. Следующее приближение вычисляется по формуле . где является решением задачи одномерной минимизации функции:

Если , то поиск минимума заканчивается, причем:

Иначе и переходим к шагу 2.

Методы случайного поиска

При определенных условиях методы случайного поиска могут оказаться более эффективными, чем регулярные. Рассмотрим некоторые наиболее распространенные методы случайного поиска.

БАС с эталонной моделью

БАС с использованием анализатора характеристик требует наличия специальной процедуры (программной, аппаратной) определения характеристик, что усложняет систему и увеличивает время самонастройки. Вместе с тем, если есть возможность построить модель, описывающую желаемое поведение системы, уже по разности выходных сигналов модели и реальной системы можно судить о настройке регулятора и использовать эту разность для целенаправленной коррекции параметров.

К наиболее популярным в классе АС прямого действия относятся АС с эталонной моделью, функциональная схема которых представлена на рис. 4.5.

К достоинствам этого типа систем можно отнести:

● Формирование алгоритмов адаптации на основании измеряемых (а не вычисляемых) величин и относительная простота реализации;

● Возможность исключения пробных движений.

ЭМ может использоваться для решения следующих задач:

● Формирование эталонной траектории, реализующей желаемые динамические и статические характеристики;

● Формирование желаемой параметрической модели основного контура;

● Обучение регулятора адаптаций с помощью изменяемой ЭМ, что позволяет унифицировать алгоритмы адаптивного управления для изменяющихся ситуаций;

● Адаптивное управление по неполным данным на основе использования наблюдателей состояния;

● Восстановление работоспособности системы.

Адаптивные системы управления с эталонной моделью содержат динамическую модель системы, обладающую требуемым качеством и называемую эталонной моделью . Адаптивная система управления с эталонной моделью (ЭМ), кроме основного контура, содержащего регулятор (Р) и объект (О), включает контур с ЭМ и вычислительно-исполнительное устройство (ВИУ). Эталонная модель вырабатывает желаемый (эталонный) выходной сигнал. Эталонная модель и основной контур соединены параллельно.

Рис. 4.5. БАС с эталонной моделью

Вычислительно-исполнительное устройство (его также называют механизмом адаптации) обрабатывает разностный сигнал (разность между фактическим и эталонным сигналами) и подает его на алгоритм адаптации АА, который производит подстройку параметров регулятора. Выбор эталонной модели является частью процесса синтеза адаптивной системы управления.

Эталонная модель должна удовлетворять двум требованиям:

● с одной стороны, она должна отражать все требования к качеству синтезируемой системы,

● с другой стороны, эталонная реакция должна быть достижима для основного контура.

Последнее требование накладывает ограничения на структуру эталонной модели, определяемой предполагаемой структурой основного контура.

Регулятор должен обладать идеальной следящей способностью. Другими словами, закон (алгоритм) управления должен быть таким, чтобы существовали такие значения его параметров, называемые идеальными, при которых передаточная функция основного контура относительно задающего воздействия и выхода равна передаточной функции эталонной модели. Принцип работы адаптивной системы с ЭМ состоит в том, чтобы адаптор обеспечивал сходимость к нулю ошибки слежения - разность между выходными сигналами основного контура