Книги по разным темам Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |   ...   | 41 |

Из блок-схемы, приведенной на рисунке 10.6 видно, что на основе выявления противоречий между идеальным конечным результатом (ИКР) и существующим вариантом из множества альтернатив формируется АСК, по параметрам максимально приближенная к ИКР.

Непосредственное применение летательного аппарата как составной части АСК, включающей совокупность подсистем, обеспечивающих данное применение, происходит в условиях операции, отражающей взаимодействие всех средств, участвующих в обеспечении и решении поставленной задачи /123/.

Математическая модель, разрабатываемая на основе схемы операции, содержит описание процессов, протекающих в операции МОД (W ) | = , (10.3) где W - показатели эффективности;

| = - знак оператора модельного отображения;

Act - совокупность действий, отражающих функционирование ЛА;

Kon - совокупность противодействий;

Блок 3 ИКР формирования критериев Анализ Блок альтернатив сравнения Вариант Генерация ВЫБОР авиационного специалиальтернатив зированного комплекса РЕШЕНИЕ Рисунок 10.5 - Блок - схема алгоритма развития технической системы {U} - условия операции.

В математической модели операции для описания элементов вводятся два вида параметров: идеальные и тактические.

Прогнозируемые параметры { } = {,,Е,,}- совокупность техни1 2 i ческих характеристик, описывающих разрабатываемый элемент системы.

Тактические параметры { }= {,,Е, } - совокупность характерис1 2 s тик, определяющих показатель эффективности. Тактические параметры представим функционально зависимыми от идеальных параметров и неноминальных значений параметров условий операции s = fs [ { }, {U0} ], s =1, n, (10.4) На основе математической модели операции устанавливаем зависимость показателя эффективности системы в виде W = W ({ }, { }, {U}), (10.5) где { } = {,, Е, } - совокупность параметров противодействия;

1 j m {U}= {u1,u,..., uiu} - совокупность параметров условий операции.

Отсюда задача выбора рационального варианта а* АСК математически формулируется следующим образом * * W ( { }*, { }, { U } ) max, { }* = a*= {,,Е, }, (10.6) 1 n В формулировке задачи указывается на выбор рационального варианта, поскольку в условиях неопределенности { } и {U} выбрать однозначно оптимальный вариант невозможно.

На основе математического описания процессов, протекающих в операции и алгоритма синтеза оптимального варианта АСК, максимально приближенного к ИКР, процесс выбора рационального варианта опишем в виде блок - схемы, приведенной на рисунке 10.6.

Из модуля 4 на рисунке 10.6. видно, что на задачу выбора рационального варианта АСК решающее влияние оказывают факторы { } и {U}, обусловленные неопределенностью и существенно снижающие достоверность прогноза относительно прогнозируемых параметров {,,..., i}opt.

1 Анализируя задачи выбора рационального варианта АСК, необходимо дать оценку их сложности и возможности формализации.

Задача формирования критерия может быть решена либо путем программной реализации известных математических методов, либо через разработанные самостоятельно процедуры на основе предлагаемых методик. Более простым видится первый путь, однако, формирование критерия характеризуется наличием неопределенности, обусловленной накладываемыми ограничениями, что видно из модуля 5 на рисунке 10.6. Вследствие этого целесообразным следует признать разработку адаптированного аппарата, позволяющего компенсировать или в значительной степени снизить неопределенность при формировании критериев.

Задача анализа вариантов АСК по выбранному (сформированному) критерию эффективности является трудно формализуемой, характеризуется значительной трудоемкостью вследствие большого количества анализируемых вариантов и неопределенности анализируемой информации от модулей 4, 5, 6 на рисунке 10.6. Как правило, задача анализа вариантов решается путем привлечения математических методов, что не дает желаемого результата и приводит к необходимости формирования нового методологического подхода.

По результатам проведенного анализа можно обобщить вышеизложенное в виде блок-схемы, изображенной на рисунке 10.6. Из блок-схемы видно, что процесс выбора рационального варианта АСК обусловлен тремя видами неопределенности:

1 Неопределенность баланса критериальной оценки, обусловленная ограничениями на область допустимых значений проектных параметров и неоднозначностью соотношений частных критериев.

2 Неопределенность границ описания ПО обусловлена, во-первых: ее избыточной сложностью; во-вторых: ограничениями на область допустимых значений идеальных параметров.

3 Неопределенность исходных данных, обусловленная их неполнотой, связанной, зачастую, с несвоевременностью получения данных, либо с несвоевременностью их предварительной обработки для последующей их загрузки в базу данных или в базу знаний.

Как отмечает В.С. Брусов в /60/, операторы, отражающие свойства объекта недостаточно формализованы и осуществляют лишь приближенное моделирование объекта. Это создает дополнительную неопределенность, обусловленную неточностью описания объекта. Очевидно, что на результаты анализа вариантов АСК будут оказывать влияние все перечисленные виды неопределенности. В связи с этим предлагается сформулированные выше трудно формализуемые задачи, обусловленные неопределенностью, Анализ вари1 Идеальный СЛА Выбор критерия id id id антов СЛА по W({ },{ },{U}) критерию max {} = {1, 2, Е} max ной эффективности W ( avar,,,U) Ограничения на область допустимых значений проектных параметров Ф (,,Е, ) < Ф1 2 i Выбор вари- ПРОТИ3 Генерация альтернаБлок ВОРЕЧИЯ анта СЛА тив A = {a1, a2,...,a } сравнения Рациональный вариант проект Опорный вариант ного решения СЛА ор ор ор aort = {,,Е, }ort 1 2 i { } = {,,Е } 1 Рисунок 10.6 - Процесс выбора рационального варианта АСК. АСК - авиационный специализированный комплекс решать методами инженерии знаний, априорно ориентированными на решение задач данного класса.

Предлагается параметры АСК в силу их неопределенности целесообразно представлять в виде прогнозируемых величин. Таким образом, рациональный вариант АСК может быть описан совокупностью прогнозируемых параметров {,,..., }, задача определения которых разбивается на ряд 1 2 i задач прогнозирования по количеству прогнозируемых параметров.

10.5 Оценка и обеспечение уровня готовности технологии проведения АХР к использованию.

Эта задача возникает из-за особенностей метасистем /87/, в которых в любой момент времени функционируют только одна или несколько систем, а остальные "простаивают". Их готовность к включению можно оценивать вероятностью включения. Она подчиняется уравнению Колмогорова и управлять ею можно только созданием условий, способствующих возможности включения системы /84/. Вопросу оценки и обеспечения уровня готовности технологии проведения АХР к использованию посвящен самостоятельный раздел.

ЗНАНИЕ Выбор критерия ЭКСПЕРТОВ W ({ },{ },{U}) max НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ БАЛАНСА Анализ вариантов вертоКРИТЕРИАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ лета по критерию max-ной эффективности W ( avar,, U ) ОПИ САНИЕ Ограничения на область допустимых ПО значений проектных параметров Ф( 4 В,,..., )<Ф1 НЕОПРЕДЕТЕРМИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ЛЕННОСТЬ НАХ ГРАНИ - ОПИСАНИЯ ПО ЭКСПЕРТОВ Генерация альтернатив A= { a1, a2,..., a } В Ы Б О Р ВАРИАНТА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ВЕРТОЛЕТА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ БАЗА ЗНАНИЙ М Рациональный вариант проектного О решения aopt={,,..., }opr 1 2 i ЗНАНИЯ Д ЭКСПЕРТОВ Е Л Ь ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧ ПРОГНОЗИРООПИСАНИЕ ВАНИЯ О ПО П И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ В С 1 opt А ТЕРМИ- Н НАХ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ Я ЭКСПЕРТОВ 2 opt ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЕ i opt Рисунок 10.7 - Блок - схема анализа и выявления предпосылок создания базы знаний: ПО - предметная область; АСК - авиационный специализированный комплекс 10.6 Оптимизация перераспределения общесистемных ресурсов АСК Если подсистемы АСК функционируют параллельно, согласно /88/ возникает дополнительная задача оптимального перераспределения общесистемных ресурсов с максимизацией общего эффекта метасистемы.

Классический функционал оптимизации включает три слагаемых:

- Lterm - терминальная составляющая, показывающая конечные установившиеся потери, обусловленные неточностью системы;

- L(x,t) - отражает потери, возникающие из-за отклонения переходного процесса в системе от идеального;

- А() - затраты управляющих ресурсов t = LТЕРМ + (10.7) [L(x,t) + A(u)]dt o Смысл оптимизации непосредственно заключен в минимизации этого функционала.

Однако, следует учесть, что на терминальную составляющую Т нельзя оказать решающего влияния непосредственно управляющими воздействиями. Это возможно только при изменении структуры системы. Следовательно, значимыми с точки зрения управления будут лишь два последних слагаемых.

Кроме того, перераспределение ресурсов осуществляется между дискретными системами, поэтому интеграл превращается в простую сумму.

Окончательно имеем N (10.8) П + Зi min i i=где П - потери от недостатка объема управляющих ресурсов, З -затраты управляющих ресурсов, ведущие к таким потерям.

Данные положения справедливы для параллельных систем. С другой стороны, простаивающие системы должны поддерживаться в разной степени готовности к использованию. На это также затрачиваются общесистемные ресурсы, перераспределение которых между системами можно оптимизировать по аналогичной схеме. Применительно к АСК перераспределение ресурсов сводится к перераспределению ресурсов НКМ: кадров, горючесмазочных материалов, химикатов и др.

10.7 Оптимизация набора используемых технологий Методика синтеза начинается с предварительного определения и ранжирования по убыванию коэффициентов удельного эффекта для множества сис- тем, перспективных с точки зрения включения в будущую метасистему /89/.

Выбирая первую, самую эффективную систему, необходимо далее решать вопрос о параллельном или последовательном подключении следующих сис-тем. При этом учитывается степень перекрытия частей подключаемой системы при последовательном подключении либо эффект от перераспределения ресур-сов при параллельном подключении. Выбор производится на основе анализа разности значений коэффициентов удельного эффекта для этих двух вариантов подключений S1 + S2 - Sп S1 + S2 + bDSп = - (10.9) K1 + K2 - c21K2 K1 + Kи зависит от знака числителя получаемой дроби:

c21K2(S1 + S2 )+ c21K2bDSп - Sп(K1 + K2 )- bDSп (K1 + K2 ) (10.10) где c21 - коэффициент перекрытия второй системой первой;

D - Усуммарное У уменьшение дисперсии управляемых величин;

b - размерный коэффициент;

S1,S2 - эффекты, получаемые от функционирования первой и второй систем соответственно;

Sп - УперекрывающийсяФ эффект (в этой области системы работают параллельно и эффект суммируется);

К1, К2 - соответствующие затраты.

Набор систем в метасистему прекращается при достижении величины допустимых затрат на ее создание.

Если системы функционируют параллельно, возникает дополнительная задача оптимального перераспределения общесистемных ресурсов с максимизацией общего эффекта метасистемы.

10.8 Метасистемная модель функционирования АСК В результате анализа задач, решаемых при метасистемном подходе, показана правомерность метасистемного подхода к АСК и построена метасистемная модель его функционирования, приведенная на рисунке 10.8.

Предлагаемая метасистемная модель функционирования авиационного специализированного комплекса отражает всю совокупность проанализированных выше задач, решаемых при метасистемном подходе.

Резюме 1 На основе проведенного анализа структуры и функциональных возможностей АСК для проведения АХР можно сделать однозначный вывод о том, что задачи, решаемые исследуемым АСК, согласуются с задачами метасистемного подхода и определяют его как метасистему.

2 Каждая технология проведения АХР, реализуемая АСК, имеет свой диапазон эффективности, определяемый областью предпочтительного применения.

3 При проведении АХР не учитывается такой важный параметр, как конфигурация обрабатываемого участка, определяющая специфику используемых технологий проведения АХР.

Заявка на проведение АХР Экспертная система выбора технологии проведения АХР Технология 1:

Распыливание с самолета Ан-Объект Технология 2:

управлеОпрыскивание с вертолета Ка-126 ния - АСК Х Х Х Х Х Х АСК Технология n:

Разбрасывание с мотодельтаплана Общесистемные ресурсы:

кадры, НКМ, сельскохозяйственное оборудование, ГСМ, химикаты и др.

АХР- авиационные химические работы;

АСК - авиационный специализированный комплекс;

НКМ - наземный командный комплекс;

ГСМ - горюче - смазочные материалы Рисунок 10.8 - Метасистемная модель функционирования авиационного специализированного комплекса 4 Затраты на формирование оптимального набора технологий проведения АХР могут быть уменьшены за счет увеличения их перекрытия по оборудованию или кадрам.

5 Разработка стратегии использования технологий проведения АХР позволяет оптимально готовить их к включению во времени, тем самым сокращая простои и отказы при выполнении поступающих заявок на выполнение АХР.

6 Перераспределение общесистемных ресурсов имеет решающее значение при их ограниченности, позволяя уменьшить общие метасистемные потери.

7 Оптимизация выбора технологий проведения АХР по коэффициенту удельного эффекта при минимальных затратах обслуживает максимальное разнообразие заявок, при этом исключаются неэффективные технологии за счет выявления уровня целесообразности.

8 В результате проведенных исследований предлагается метасистемная модель функционирования АСК, отражающая специфику его внутренней организации.

9 Анализ рассмотренных задач показал, что мало исследованной и вместе с тем очень важной является время реакции АСК на изменение внешних условий, определяемое метасистемной задачей оценки и повышения степени готовности технологий проведения АХР к использованию.

Список использованных источников 1 Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач.М.: Радио и связь, 1990.-544 с.

2 Солодкая М.С. Взаимодействие социального и технического в управлении. Дисс. на соискание уч. степ д-ра. фил. наук - М.: МГУ, 1999.

3 Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: Математические основы / Под ред. С.В. Емельянова.- М.: Мир, 1978.- 311 с.

4 Теория автоматического управления. Ч.I Теория линейных систем автоматического управления.- М.: Высшая школа, 1986.- 367 с.

5 Пищухин А.М. Согласованность составляющих системы и методы ее достижения //Вестник ОГУ №1, 1999.- с 87-90.

6 Бойчук Л.М. Синтез координирующих систем автоматического управления.- М.: Энергоатомиздат, 1991 г. - 160 с.

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |   ...   | 41 |    Книги по разным темам