Во всех книгах, посвященных саморегулирующим системам, изложение материала начинается с проведения формального анализа путем описания центробежного регулятора Уатта. Это-первый и весьма наглядный пример саморегулирующего устройства. Кроме того, хотелось бы высказать наиболее важную точку зрения на это устройство, которая могла вам ранее не встретиться. Это важно прежде всего для проверки вашего понимания принципа работы регулятора.
Если центробежный маятник вращается слишком быстро, то шарики отклоняются в стороны под воздействием увеличившейся центробежной силы. Следствием этого является выход клапана из гнезда, что приводит к уменьшению подачи пара в машину и обеспечивает вращение маятника с предварительно выбранной скоростью. Если скорость вращения центробежного маятника становится ниже требуемой (возможно, из-за увеличения нагрузки), то шарики сближаются с валом регулятора, клапан открывает большее отверстие, поступает больше пара и скорость вращению центробежного маятника опять повышается. Следовательно, система регулирует сама себя и по указанной выше причине выход системы оказывается, как говорят, «застабилизированным».
|
|
Особенность, которую нам хочется довести до вашего сознания, заключается в следующем. Регулируемость при работе машины, является неявной. Разрешите привести самый характерный пример, чтобы объяснить, что же подразумевается под вышесказанным. Рассмотрим тюрьму. Это - замкнутая система, содержащая большое количество параметров, называемых заключенными. Что представляет собой выход этой системы? Оказывается, данная система характеризуется отсутствием выхода. Предполагается, что заключенные содержатся внутри тюрьмы. Если один из параметров исчезает, то система выходит из состояния управления. Предположим, что в процессе наблюдения за этой системой какой-либо заключенный устраивает побег. Через некоторое время будет производиться перекличка, во время которой его исчезновение наверняка обнаружат, и тогда мы наблюдаем систему, в которой все звонят в колокола, отправляют группы поиска и говорят о необходимости принять самые разнообразные меры, чтобы «возвратить» параметр опять в контур управления. Определенно, такую систему можно считать саморегулирующей в некотором смысле.
Случается, что эта тюрьма, наподобие парового двигателя, управляется с помощью Начальника. Его метод управления предполагает проверку всех параметров от случая к случаю с тем, чтобы посмотреть, все ли они являются управляемыми. Если система контроля вдруг позволит обнаружить, что один из них стал неуправляемым, возникает целая последовательность событий, благодаря которым лицо, устроившее побег, может (или не может) быть возвращено обратно. Интересная вещь заключается в том, что эта система управления не может функционировать - она может быть расстроена. Управление может быть нарушено, поскольку системе присущи определенные слабости, в частности запаздывания с последовательными проверками заключенных. Так, например, начальник тюрьмы может обедать со своими гостями, в то время как его подопечные прорывают туннель под тюремными стенами для организации своего побега.
|
|
В противоположность этому центробежный регулятор пара не «задерживается» с отдельными проверками, он также не способствует возникновению последовательности событий, любое из числа которых может развиваться неправильным путем, и не служит источником задержек во времени, благодаря которым исчезающие параметры могут получать преимущество. Он является скрытым регулятором. Параметры возвращаются в систему и становятся управляемыми в момент появления и под воздействием выходов из состояния управления. Это напоминает ситуацию, как если бы каждый заключенный был прикован к тюрьме с помощью невидимой резинки, которая вталкивала бы его обратно в свою камеру независимо от того, видел ли кто-нибудь, как он ее покидал, или же нет; работала ли система оповещения или же нет; отыскивала ли его тюремная охрана или же нет.
Существует определенное различие между саморегулирующей системой, которая находится в состоянии ожидания и правильно реагирует на прилагаемые воздействия, обеспечивая нормальное функционирование, и саморегулирующей системой, которая не может функционировать неправильно. Мы опасаемся, что администрация почти всегда придерживается первой схемы, в то время как она должна была бы руководствоваться второй. Вспомните блестящий принцип: «Управление путем исключения». Он говорит о том, что все, происходящее в области управления, должно сравниваться с какой-то нормой. Внимание управленческого персонала привлекают только те события, которые являются исключениями из обычного правила. Вот каким представляется путь, с которым связывается попытка выразить потребность в использовании принципа скрытого управления. Смысл этого заключается в том, что параметр, ставший нерегулируемым, сам известит об этом, а не придется ждать до тех пор, пока предусматриваемый в ходе управления контроль установит данный факт. Однако это еще не все.
Успех регуляторов, или скрытых контроллеров (управляющих устройств), зависит от двух существенных особенностей. Первая из них - это непрерывное и автоматическое сравнивание некоторых характеристик поведения системы с принятыми стандартами. Вторая - непрерывно и автоматически осуществляемая корректирующая обратная связь. 'Администрации наверняка известны обе особенности, и она старается их использовать.
Давайте познакомимся с системой управления производством, зависящей от загрузки машин. Это не совсем уж такая специальная тема для разговора, как может показаться на первый взгляд. Дело состоит в том, что большое значение придается равномерному выпуску продукции заводом, поскольку наличие такого опыт; позволяет определить наиболее характерные особенности рабочей политики предприятия. Предложения, сделанные потребителям, будут зависеть от мнений относительно цены и срока поставки, и фактически потребители решат, реализовывать все предложения в полном объеме или же нет. Изменение стоимости будет определяться, например, временем, выделяемым для выполнения на предприятии машинных работ. Удовлетворенность потребителя с точки зрения цены и сроков поставки также будет играть определенную роль. И так далее. Почему мы говорим о «мнениях»? Наверняка ли время и стоимость, отводимые на производство продукции, поддаются объективному измерению и наверняка ли - даже если эти измерения иногда проводятся ошибочно - они представляют собой все же измерения, а не мнения? К сожалению, нет.
|
|
Вы можете вспомнить, как в гл. 2 мы обсуждали «разнообразие» системы, которая должна быть управляема. Мы пришли к тому, что руководитель, следящий за ходом десяти процессов, должен рассмотреть десять миллионов производственных планов. В действительности разнообразие любой системы управления производством, взятой из реальной жизни, гораздо больше, чтобы это допускало проведение детального объективного количественного анализа всех возможных состояний, которые могли бы иметь место. Что можно сделать, даже на заводе, производственный цикл которого полностью отхронометрирован, так это сгруппировать возможности, усреднить полученные результаты в пределах таких групп и заполнить бланки «предположительными оценками». И даже несмотря на то, что мы занимаемся исследованием этой способности предвидеть с привлечением числовых характеристик, ситуация незаметно изменяется. В соответствии с одним из ключевых законов кибернетики, который был также обсужден несколько ранее в данной работе, разнообразие форм существования управляющей системы должно быть по меньшей мере так же велико, как и разнообразие возникающих при управлении ситуаций, и это требование, вероятно, не может быть выполнено. Оно может встретиться в ситуации массового производства, однако, если производственные возможности расширяется, его удовлетворение становится все менее возможным. Для типичного действующего предприятия постановка задачи представляется не имеющей смысла.
Вот почему «управление путем исключения» фактически не выполняет своего обещания. Оно основывается на правильной идее, однако практически становится невозможным обнаружить, что же является на самом деле исключением до тех пор, пока не становится слишком поздно. Если исключение все же обнаруживается после проведения длительного изучения, то результаты исследования должны быть опубликованы, с тем чтобы избежать подобных повторений где-нибудь еще. Так, с трудом добытая информация оказывается не использованной.
|
|