1.3  Steuerung von Systemen und Prozessen
1.3.6   Hierarchische Steuerung Kyb 1360 [1/2]
a) Problemstellung
Die Notwendigkeit des Übergangs von Formen der elementaren Steuerung eines Systems/Prozesses zur Gestaltung und Realisierung einer stufenförmigen, hierarchischen Steuerung ist dann gegeben, wenn das Steuerobjekt aus mehreren, miteinander gekoppelten Teilsystemen besteht, die ihrerseits bereits eine beachtliche Komplexität aufweisen.

Auf den ersten Blick könnte es Sinnvoll erscheinen, auch im Falle eines sehr komplexen Steuerobjekts die Steuerung durch ein einziges Steuerzentrum zu bewältigen:
Alle Informationen über Zustand, Verlauf und Ergebnisse der Prozesse im Steuerobjekt würden an einer Stelle zusammenlaufen und könnten hier nach einheitlichen Gesichtspunkten ausgewertet und in Entscheidungen zur Steuerung des Gesamtsystems genutzt werden.
Im Bereich der Wirtschaft gab es derartige Konzepte, und zwar zu einer Zeit, als fast ausschließlich nur Großrechner verfügbar waren.
Ein Blick in die lebende Natur zeigt aber, dass große Systeme - so auch der Mensch als biologisches System - in Wechselwirkung mit ihrer Umwelt nur dann bestehen können, wenn einerseits ihre Teilsysteme weitgehend selbständig und selbststeuernd agieren können und andererseits die Koordination ihres Zusammenwirkens durch übergeordnete Steuerorgane gesichert wird.
Obwohl diese System "groß" sind (siehe beispielsweise die Großunternehmen in der Wirtschaft), treten sie als Einheit, als Ganzes in Erscheinung. Das Ganze integriert und verbindet die relativ selbstständigen Teile des Systems, wirkt auf sie ein und gestaltet sie so, dass deren Funktionieren und Verhalten auf die Realisierung der Aufgabe des Ganzen ausgerichtet ist.

Die Teile des Systems sind relativ selbstständige Einheiten, die jedoch dem Ganzen untergeordnet sind. Sie funktionieren und entwickeln sich im Ganzen und in den vom Ganzen gesetzten Restriktionen.
Dennoch sind dies keine passiven Elemente des Ganzen, denn sie wirken ihrerseits auf das Ganze ein und bestimmen durch ihre Wechselbeziehungen untereinander und zur Umgebung des Systems maßgeblich die Systemeigenschaften des Ganzen.

Das Zusammenspiel im Steuerungsprozess zwischen dem Ganzem und seinen Teilen erfordert eine Lösung, die wir Hierarchie der Steuerung nennen.
b) Grundmodell
Die nachstehende Grafik in Bild 1.21 soll die Grundstruktur eines Systems mit hierarchischer Steuerung visualisiert verdeutlichen.
Bild 1.21: Hierarchische Steuerung großer Systeme (Prinzipschema)
Welche Aufgaben haben nun die einzelnen Steuerebenen zu lösen, damit das Gesamtsystem effizient funktionieren kann?