Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Интеграции систем управления 40
1.1. Основы классификации систем управления №
1.2. Системный ПОДХОД И процессы" интеграции в ИАСУ .25
1.3. Целеобразовавде и целереализацня в ИАСУ 41
1.4. Анализ функций управления в ПАСУ .#... 45
1.5. Структура ИАСУ 55
Выводы по Главе 1
Глава 2 . Организация МАСУ Si
2.1. Определение задачи как элемента управления в МАСУ 8І
2.2. Логико-информационная связь задач в ИАСУ 86
2.3. Характеристика информационно! связи задета в ИАСУ " 33
2.4. Глубина автоматизации'задач'ИАСУ 40S
2.5. Очередность внедрения задач ИАСУ 445
Выводы ш Главе 2 J30
Глава 3 . Анализ и проектирование систем обработки данных ИАСУ , &2
3.1. идентификация саіотем с перешнной структурой * * 4Ь2.
3.2. Синтез структуры системы обработки данных ИАСУ . 43$
3.3. Объектно-ресурокая шдель СОД ИАСУ W
3.4. Шдель распределения задач по узлам СОд ИАСУ . 4ЧЄ
3.5. Алгоритм оптимального распределения задач по узлам СОД ИАСУ /5/
3.6. Анализ и выбор КТО ИАСУ 462
Выводы по Главе 3
Глава 4 . Эталонный режим функционирования ЙАСУ
4.1. Понятие эталонного режима .
4.2. Математическая модель достроения интегральных характеристик /3?
4.3. Аппарат описания интегральных характеристик , 20Z
Выводы iio Главе 4 Z14
Глава 5 . Контроль и анализ состояния объекта управления . 2
5.1. Алгоритм контроля состояния объекта управления в ИАСУ Z46
5.2. Многофазный контроль и анализ состояния систем оперативного управления , 22Z
5.3. Оценка периодичности оперативного контроля в ИАСУ . 22&
5.4. Сравнительный анализ систем двух и трех экспертных оцеиж ZIS
5.5. Оценка периодичности контроля в режиме опережающего анализа №
Выводы по Главе 5 Z4b
Глава 6 . проблемные ситуации в анализе управления производ ственных систем 245
6.1. іІроолемЕше ситуации функционирования объекта управления 2.45
6.2. Анализ режима санкционирования объекта управления. -253
6.3. Оценка периодичности распознавания и разрешения проблемных ситуаций 26Ї
6.4. Технология рефлексивного процесса 2Є9
Выводы по Главе 6 2?V
Основные результати и выводы по диссертации 2Щр&*
Литература -2 73
Приложение I. Анализ целеобразования в АСУ промышленным
производством 29?
Приложение . Экспериментальное исследование и реализация
интегральных характеристик 30?
Приложение 3. Техническая документация по внедрению
полуденных результатов - зьз
Приложение 4. Разработка модели система "Тела вращения". ЪЧО
- Системный ПОДХОД И процессы" интеграции в ИАСУ
- Целеобразовавде и целереализацня в ИАСУ
- Определение задачи как элемента управления в МАСУ
- Логико-информационная связь задач в ИАСУ
Введение к работе
Яри совершенствовании продеосов развития производства, дальнейшей даффэренциации и разделений труда постоянно повышается роль управления-. Специализация и концентрация производства привели к установлению огромного количества связей мевду адешнтами и звеньями хозяйственного мзханиама. Локальное множество этик элементов объединяется для достижения поставленных целей. Содержание целей и характер отношений» на которых они строятся, определяют субъект как систевду управления. Поэтому указанная общность представляет собой организационную систему.
Диссертация посвящена решению одной из актуальных проблем антенсиркации общественного производства - разработке интегрированных автоматизированных систем управления /ИАСУ/. J3 отличии от сложившихся точек зрения на процесс интеграции в АСУ, которые предполагают объединение функциональных АСУ без изменения методов и технологии управления линейных руководителей, предлагаемый в диссертации подход ориентирован на автоматизацию функций общего руководства. При таком подходе к пониманию процесса интеграции в АСУ подсистема распознавания и разрешения Проблемных ситуаций /Ш/ является блоком интеграции ( национальных подсистем»
Проведенный анализ показал, что повышение эффективности средств вычислительной техники в управлении промышленным производством зависит от эффективной организации и сЕункционарованая системы управления в целом. Решение проблемы повышения эффективности систем организационного управления связано, да мнению автора, с разработкой адекватных методов юделирования организационно-хозяЁ-ственных систем на базе логико-инфэрмационного подхода, а так же процессов подготовки принятия решений и логического вывода как основи формирования управленческих решений в организационных системах.
Ьадача, которую ставки перед собой автор заключается в том, чтобы изложить с единых позиций концепцию анализа и синтеза ЙАСУ производством на базе методов логико-информационного педалирования, разработанных в трудах Г.С.Яосделова, Д.А.Доспелова, Ю.И. Клыкова, В.Н.Душкина, ИЛДузнецова, Д.Диксона, Э.Крика, Р.Акофа, А.Зажина и др. Однако в також формулировке задача явилась бы слишком всеобъемлющей и невыполнимой в рамках одной работы. В связи с чем пришлось наложить известные ограничения. Дреяще всего автор старался доказать роль и место интеграции АСУ в проектировании оиотем управления, изложить общую методологию проектирования ИАСУ средствами логжо-ші ормацйонннх методов» показать их преимущества перед традиционными методами и решениями.
до скольку до сих вор остаются не решенными вопросы организца-ции разработки АСУ, в том числе и ИАСУ, автор счел необходимым обратиться к этим направлениям проектирования АСУ в той части, которая тесно связана с предметом исследования, В Главе I даются основы методологии целеобразования и целереаяизации, выбора функций управления и структуры систем данного типа.
Анализу функций управления в многоуровневых организационных системах, опенке глубины автоматизации процессов управления и формированию методики очередности внедрения задач в ЙАСУ посвящена Глава Z.
Любая ПАСУ в первую очередь нуждается в СОД, структура которой должна оыть не менее развита, чем структура ИАСУ Во всяком случае, узлы обработки ишіормации в ИАСУ как правило должны представлять собой самостоятельные, связанные сетью, элементы КТС. Анализу и проектированию СОД в ИАСУ посвящена Глава 3. Централи зованные СОД» используемые в АСУП, изжили себя как теоретически, так и практически в силу значительности в них человеческого фактора в процессе подготовки и обработки данных, информационной ненадежности, низком быстродействии, отсутствием развитой технической, базы в узлах обработки информации. К тому не широкое внедрение в АСУ ДЭВМ так т поставило задачу принципиальною пересмотра теоретических положений выбора КТС ИАСУ. Решение этих вопросов наши овое отражение в Главе 3.
Автор стремился доказать, что понятие эталонного режима в организационных много-уровневых системах столь же необходимо, как и в автоматических системах. Более того, именно эталонные характеристики доведения и состояния объекта управления дозволяют строить адекватные модели ИАСУ и выходить на реальные проектные решения. В Главе 4 изложены оригинальные принципы и разработан математический аппарат интегральных характеристик, на базе которых формируется понятие Проблемной ситуации. Здесь же освещзны вопросы аппарата реализации вывода Ш.
Усложнение коммуникаций и взаимодействия элементов в структурах систем управления современным дроиэовдотвом вызывает резкое увеличение потоков нечисловых сообщении, требуя качественно новых средств переработки данных /знаний/, котроля и общения G СЬТ на языке, максимально приближенном к естественному языку пользователя данной предметной области. Очевидна актуальность перехода от трат-диционных приедав проектирования моделей АСУ к сложным эрратическим кошшексам, характернеувдш новый этап в- их проектировании. Оздобний комплекс средств на уровне ИАСУ определяется моделями рас-довнавания и разрешения Ш.
Сложность проектирования ИАСУ не дозволяет в необходимой степени проводить натурные эксперименты, что предопределяет централь ную роль годелей в анализе и синтезе МАСУ. Поэтому в Главе & рассматриваются как алгоритмы контроля сиетояния управления, так и дается развернутый анализ теоретически воех возможных вариантов оценки периодичности оперативного контроля. Выше указывалось, что автор в основе интеграции АСУІІ видит блок распознавания и разрешения LLG как интегрирующей додоистемы "Руководитель". В Главе 6 подробно изложен аппарат формирования ііС, дана оценка периодичности распознавания и разрешения 11G- Эффективное проектирование МАСУ возможно лишь при согласовании свойств системы управления со свойствами системы проектирования. Это согласование в решающе! степени гюеределяется типом языковых средств, применяемых для описания объекта, процесса и системы в целом.
Такие, языковые средства должны обладать комплексом взаимосвязанных семантических, порождающих и распознающих свойств, состав которых ноеределяется сложностью объекта проектирования. Указанная проблема тесно связана с адекватным описанием состояния системы, выбором языка адекватного описания поведения системы и, в конечном итоге, приводит к рефлексивному моделированию, В Главе 6 подробно рассматривается технология рефлексии, описание подъязыков моделирования поведения объектов и систем средствами формальных грамматик, в ней анапжвируется природа связи и различия традиционного ситуационного управления и рефлексивной логики.
Автор ставил перед caodoii задачу широкого внедрения результатов ОБОИХ разработок в практику и решение как методологических, так и прикладных вопросов и задач для реализации примеров, отдельных подсистем и интегрированных АСУ на ряде конкретных производств. Поэтому диссертация содержит ряд приложений, шілюстрирулщнзс все основные теоретические выводы на примерах внедрения в промышленности, а так же дополняющие в прикладном плане отдельные проработ кіі ь первую очередь это овдооитая к экопериментральшцу исследованию ИХ и логико-икфорйапдонной модели системы "деталь11. Практические результаты диссертации внедрены и дродиш апробацию, приняты в зксшіуатацию в Главленавїотраное, ГІШ-3 Миндегпрома СССР, ЩИИ "Центр" Рособороннрома, Глав тшенъге cut огни, яоиапвдвдоя в учебном процессе СЗДИ, БОІШІЙ в учебыне досоОдя и лабораторные работы»
Системный ПОДХОД И процессы" интеграции в ИАСУ
В АСУ, начиная о момента их проектирования:, преимущество в развитии было отдано системам управления эконошжо-организацион-ными процессами, которые были наиболее актуальными за последние 20 лет. Однако при таком продолжительном и одностороннем процессе дифференциации в развитии АСУ была нарушена комплексность решения автоматизированного управления всем ходом общественного производства; добиться качественного скачка в эффективности использования ЪШ и средств ВТ оказалось невозможным. Приведенная выше классификация АСУ и принципы их организации, строгая объективная направленность каждого типа систем управления на выполнение определенного класса управленческих задач отрицательно влияют на прогресс и экономику производства Г132, 178, 3 . Теоретически очевидно, что в будущем будет прослеживаться тенденция поотроения больших систем, состоящих как минимум из двух локальных подсистем, комплексной автоматической и интегрированной автоматизированной системы управления /рис. 1,3./. Актуальной становится проблема создания автоматизированной интеграции управления производством. Каждая часть современного предприятия состоит из взаимосвязанного комплекса отдельных операций, работ и процессов проектирования (I, 2, .... ы) , технологических процессов (і, 2, ..., М ) , экономико-организационных процессов (I, 2, ..., V ) /рис 1.4./. Степень автоматизации различных операций, работ и процессов может быть в общем виде условно представлена графиками для автоматических и автоматизированных систем. Из графиков следует, что автоматические системы разрабатываются Б основном для технологических процессов.и их развитие бо ZC = Систеьш Автоматические Автоматизированные АСУП САПР ШС САК САР САУ І і І / Комплексная система управления Интегриро ванная автоматизированная система управления Большая система Рис. 1.3. Укрупненная схема большой системы - измерительно-информацюннш системы; САК - система автоматического контроля; САР - система автоматического регулирования; САУ - система автоматического управления; АСУП - автоматизированная система управления производством; АСУШ - автоматизированная система управления технологическими процессами; САПР - система автоматизированаэго проектирования. -11 hf м p і проектирование Технологические предоООН Экономико-организационная сфера Предприятие /о оъедине нив/ . Характер развития автоматизированных и автоматических систем I - автоматизированные системы увравления; 2- автоматические системы управления. -її лее равномерное вследствие комплексного решения. Процесс развития автоматизированных систем не только крайне неравномерный, но и внутри систем существует такая же неравномерность дая различных работ, поэтому одна из важных задач - выявление причин этого положения и создания условий дая их устранения на базе интеграции систем. Такая постановка проблемы позволяет рассматривать предприятие или объединение с точки зрения управления как целостный элемент, в котором о единых позиций решается совокупность социальных, экономических, научно-исследовательских, проектных, технологических и производственных задач, относящихся к созданию изделий Г5бЗ. По своей сущности любое предприятие интегрированное, но обеспечение цельности функционирования при отсутствии автоматизации достигается за счет использования весьма больших людских и материальных затрат. Особенно эти затраты растут при совершенствовании обратных связей, в которых необеспечение полноты, своевременности, непротиворечивости и достоверности информации об изменениях требований к продукции, новым научным проработкам, изобретениям, патентам, экономическому состоянию организации приводит к крупным потерям. Наличие ИАСУ позволяет быстро и гибко реагировать на указанные факторы. Развитие информационной интеграции приводит в интеграции технической; в результате появляется оборудование и КТС для целей управления, на которых выполнение рутинных операций, обмен информацией между входящими в ИАСУ системами и элементами осуществляются автоматически. Эта связь охватывает практически весь цикл управления изготовлением продукции, включающий производственно-хозяйственную, технологическую и проектные сферы. Для первой из них экономико-организационная часть отражается совокупностью 9 программного обеспечения н информационных фондов, содержащихся в АСУЇЇ. Вторая базируется на программируемом технологическом оборудовании и принятых технологических процессах /АСУТД/» а третья -на развитом программном обеспечении, машинных даформацнонннх фондах и оборудовании САПР f 65. 703 . Ваяно отметить, что информационные процессы в ИАСУ несоизмеримы по качеству с традиционными:. Они не тояжо значительно быстрее, но и высокоадавтивны, когда перестройка всего процесса изготовления продукции возможна не для отдельного елемента, машины, технологии, нового изделия или организационно-экономического показателя, а дая всего предприятия в целом. Разработчики АСУ завди в тупик при создании автоматизированных систем управления, занимаясь в основном информационными потоками предприятия и упустив из виду оперативное управление, т.е. решая локальные, зачастую не взаимосвязанные задачи. Прогрессивная форма организаций производственных предприятии в объединениях, произошедшая у нас в стране в середине 70-х годов, управление которыми является более сложным, вызывала необходимость создания систем управления иного типа, чем разрабатываемые до сих пор. Ь условиях научно-производственного объединения плотность потоков управленческой информации возросла, число прямых и обратных связей в системе управления увеличилось, действие заранее непредвиденных факторов усилилось, совокупное влияние этих факторов при традиционной системе и методах управления в ряде случаев сводит на нет преимущества новой организационное структуры.
Автоматизированная система управления должна обеспечивать: решение основных задач производственно-хозяйственной деятельности; автоматизированный сбор и подготовку информации по основным задачам; решение задач управления производственно-хозяйственной деятельно стаю производственных единиц, включая научно-исследова -3 0 телъские, проектно-конструкторские и технологические подразделения [793.
Создаваемые в настоящее время автоматизированные системы управления как в навей стране, так и за рубежом, крупными производственными объектами характеризуются оочетандам достоянного расширения их границ и диапазонов задач.
Целеобразовавде и целереализацня в ИАСУ
Процесс создания и функционирования ИАСУ ини их подсистем направлен на достижение определенных целей, а принципе, всякое управление предполагает наличие цели или совокупности целей, в интересах которых осуществляются процессы управления. Достижение цели обусловливает наличие конечного множества действий, мероприятий, решений допустимых в рамках данной системы, обеспечиваемых организационными, юридическими и техническими средствами, на базе которых формируется программа управления, В общем случае программа в органівационно-хозяйственннх системах управления представляет собой шіан проведения операции или календарный план достижения одной из целей. Дели и соответствующие им программы можно разделить на две группы: 1. производственные - эксплуатационные и инвестиционные; 2. непроизводственные - обеспечивающие, инфраструктурные. Если сформировано для данной МАСУ конечное множество целей, то для их достижения необходимо формирование такого же множества частных программ. Яри этом в каждой частной программе предусматривается процедуры увязки достижения подцелей всех уровней ш срокам и ресурсам с учетом технологических ограничений таким образом, чтобы в целом вся программа была реализована оптимальным образом. Наиболее рациональной моделью частной программы является локальная сетевая модель 5, 6, 30, 42, 83Ц. Доведение системы обусловливается наличием конечного множества целей. Очевидно, что принцип целостности системы требует, чтобы между этими целями установилось определенное равновесие. В условиях ИАСУ этот принцип реализуется через определение одной цели, представляющую собой некоторую равнодействующую по отноше it нию к совокупности первоначальных цепей С 22 3 . Такая генеральная цель получила название системной цели /СИ/. Очевидно, что множественность целей: подразумевает их иерархию, которая наиболее эффективно описывается аппаратом теории графов С1217. Для реализации системной цели С г последовательно разрабатываются стратегии, планы, программы. Каждая из программ обеспечивает выполнение подцеди и имеет свой набор приемов, методов, технических средств для ее достиженда. При этом очевидно, что подсистема L представляет г -ю часть системы на у -м уровне иерархии, имеющей соответственно подцель СІ1 і которая обяза-тельна для достижения цели CJ всей системы. Иредпроектныи анализ дает возможность сформулировать цели, функции и задачи ИАСУ и каждой из ее подсистемы f 44, 67, 1253, это позволяет построить граф расположения целей ао иерархическим уровням и дать оценку эначшэети целей по формуле г 125 Л . где - пели; /Я - ранг цели , обеспечивающей цель С ; р - ранг, уровень цели С ; Qfc dec - Функция вида t ""« I, если в -я цель обесшвчивает сГ-ю цель; = 0, в противном случае. для управления процессом необходимо реализовать средствами АСУ функции, поддерживающие поставленные uasn X Sj. Оценка значимости функции определена из формулы е% іе ае (1-2) где Ое- оценка значимости цеди; і - функции; % {: I, если / -я функция обеспечивает f - цель, О-в противном случае. В свою очередь, обеспечение любой функции определяется конечным числом функциональных задач, решение которых приводит к ее реализации в рашах данной АСУ Г 1353 Иными словами, определяется набор задач, обеспечивающих решение выбранных функций, состав задач определяется конкретными потребностями производства, а важность каждой задачи выводится из следующего выражения 1253 . It если к - задача соответствует С -функции. О-в противном случае, Дяя окончательной одонки значимости задач при достижении целей АСУ определим обобщенный коэффициент значимости цели; где У# -f@ Иьі O-fiT аивывнтн матрицы ищи - задачи, Рассштрим предварительную оценку максимально допустимого числа исполнителей при реализации (функции управленая в ЙАСУ. Если У 1" - количество информации в битах, которую может обработать один человек в сутки, то, следуя работам С 116» 1381 , f= IO5 + I06. йусть 0 информация, которая циркулирует в самой организационной системе; Г$н - внешняя информация, которая вносится в организацию процесса управления, тогда коэффициент с найдем по формуле: и Fo -Єн а максимально допустимая численность людей в организационной системе //toax = S2Fi/f (іл) Таким образом, рассмотрение всех схем, матриц и таблиц методом системного анализа нозовляет построить макромодель системы и проанализировать ее. Аналогичным образом могут быть представлены структуры отношений целей, задач и функций в других локальных АСУ. Однако приведенный пример характерен лишь для внутреннего проектирования каждой подсистемы ЙАСУ. Важно подчеркнуть, что традиционное выделение в рамках системного анализа двух подсистем - управляющей и управляемой - нетождественно делению хозяйственное системы только на субъект и объект управления. Оно действительно лишь для специфического и редко встречающегося взаимодействия элементов, реали-зухиих функцию распоряжения, и элементов ограниченных функций пользования в структуре отдельной производственной организации [ 1561. Пример реализации предложенной методики дан в Приложении 1.1 Управляющая подсистема формирует на основе системы целей командно-управляющую информацию /Управленческое решение/, налравг-ляет ее в форме приказа /Указания/ для исполнения в управляемую систему и получает от последней исходную информацию о ходе выполнения этих распоряжений и состоянии управляемой подсистемы f I14J. С этой точки зрения система управления может быть представлена как совокупность управляемой структуры, целей, управляемых процессов, управляющей структуры и управляющих процессов. Заметим, что управляемая структура представляет собой совокупность вэаишсвязанных элементарных объектов /ЭО/, в качестве которых выступают предприятия, НИИ, КБ, цехи и участки в завиои-шсти от рассматриваемого уровня управления. Так, для объединения ЭО являются предприятия, НИИ и КБ. В этом случае основные системные цели функционирования каждого ЭО оказываются либо линейными целями, либо подцелями системы целей объединения в зависимости от места в общей иерархии целей MSS
Определение задачи как элемента управления в МАСУ
Освэвным элементом в определении целевого назначеная АСУ остается понятие "задача" или "комплекс задач". Чаще всего управленческий иерооная связывает эти понятия с некоторыми целями, шстав-ленвыш в процессе выполнения конкретной производственной операции, цроцедуры. Вместе с тем разработчик понимает под термином "задача вполне определенное требование реализации вычислительного процесса» связанного с получением необходимой информации. В некоторых случаях, когда в антерееах какой-либо службы щи подразделения предприятия требуется из всего множества задач вод-системы решать толнко неокольцо, то последние объединяются В КОМ-алеко задач. Обычно за единицу проектирования принимается объектная задача, которая характеризуется наличием замкнутых нкцаонадьдах связей контуров управления а охватывает все фавн управления. Однако каждая объектная задача включает несколько операционных задач и е точки зрения всей КАСУ долина раосматриватьоя как сдунквд-ональная /Ш/ задача, реализуемая средствами АШ "Руководитель". В принципе, внутри каздой дадоиетена ггао ввделить такие А0м и 4в, которые представляют собой самостоятельнш элементы структуры подсистемы и предназначены для управления отдельным процессом на всех фазах управления /учета,регулирования, принятия решения, контроля, анааиза/, объединенных процессов функционирования /рИС. ,.1,/. Исходя из изложенного выше, в дальнейшем задачей будем называть совокупность вычислительных я логических процедур переработки информации, обеспечивающую реализацию одной из фаз управления - Y / n Процедура Операция иРуководйтвлья Функщш управления PEC. E.I. Функциональная задача в структуре ИАСУ я объектом /процессом/. Такая совокупность представляется комплексом входной и выходной информации, а также принятой системой преобразований. Процедуру определим как одну ши несколько операций технологического процесса переработки информации, цредставляодих законченную совокупность действия управленческого иди производственного аппарата по эксплуатации технических устройств или процесса /инфорыациоиного, вычислительного/. В рамках принятой структуры организации подсистем всегда южно определить элементы, дальнейшая детализация которых не имеет смысла /например, отдельные операнда производетва, сбыта, финан-еирования, обработки информации, принятая решения/. Такие элементы получили название элементарных операции. полагая, что для некоторой ЙАСУ можно выделить множество задач организаіщонно-хозяіственного типа 4-1і5 С М , кавдая из которых ориентирована на выполнение множества взаимосвязанных У функций управленая,определим:
Каждая локальная функция L -й задачи (pij реализуется с помощью технических ередств, что приводит к получению экономического эффекта в системе И/А J при этом необходимы затраты 3cj Следуя логико-датематическому методу выбора элементов системы, можем утверждать, что каждая $ с і обладает характеристикой предпочтительности, связанной G наиболее рациональным достижением глобальной цели ЇЇАСУ, которую примем за значимость функции j по задача і # У /2 2) 1-і j i -и Определим множество J функций управления НАСУ, при котором оптимизируются показатели: m czzwijidj о-з; Win F(%-ZXLJ) (г.ь) при ограничений Z 3cjXij Зо (гл) где ГІ, если j -я функция для і -й задачи автоматизируема; J L0 - в противном случае; , , Г1, если Z 0 2/ "[о, если Z- 0 Отметим, что формула 2.5) . определяет связность функций, т.е. их зависжшстъ от решения одной и той же задачи. Это выражение тшт интерпретировать как критерий функциональной полноты . задачи ври автоматизации поскольку» если f-(Z)=. О , то для -любой і -й задачи характерна донная автоматизация для реализации всех принятых функций управленая. Основным показателем эконошческой. эффективности создания АСУ принято считать прирост прибыли прошводственно-хозянствевно-го объекта, форадруедаи как в объекте, так и в системе управления. Прямой эффект шжет бнть получен из типовых методик [гь, 114 3 . Получение максимального экономического эффекта в сфере управления для кавдой і -Й задачи с определенными допущвнгоши можно - /f принять как манимгоацшо затрат на ее разработку и эксплуатацию. Обозначим через: 3f - разовые затраты на разработку и отладку задачи; 3 регулярные затраты; -і з - цикл решения; р - цикл периода эксплуатации задачи;" ЗраС Црн О L d - эпизодические затраты на доработку и внесение изменений в задачу за цикл /7 Зс " случайные затрати /сбои, шреочетн и т.д./; 7/7 -срок окупаемости затрат на разработку задачи. " Установим, что общие затраты но задаче за Бремя Т будут: или зІ-Лі л Тогда решение любой задачи управления л есть доследова-тельное .. выполнение соответствующих (бункцин" #/, с затратами ъА„. у м J Для ИАСУ шнно выдвинуть ряд особенностей, отличающих их от других тшюв АСУ: I. функции» составляющие локальный контур управления на разных уровнях Ї ІАСУ, ыотуи выполняться специализированными группами работников аппарата управления» структурно относящихся либо к одно » либо к различным функциональным подразделениям СОУ; возникает проблема введения в схему контура управления дополнительных-работ, учитывающих процесс передачи информации мезду этими грузилами; г, время реализации задач до различный функциям в контуре управлення распределено неравномерно меящу ниш, причем отличия в величине 7j весьма существенны, т.е. до нескольких порядков f 6IJ.
Логико-информационная связь задач в ИАСУ
Шсколіку любая задача управления не может рассматриваться в отрыве от информационных процессов, дротек&ющх в системе, реализацию решения такой задачи моано рассматривать в двух аспектах: 1. а уннционадьно-аягоритмический. анализ системы и разработка структуры задачи с расчленением функции системы на работы, процедуры и логические условия:; 2. анализ возможностей и особенностей технической реализации технологи! решения различных задач. С позиций системного анализа, учитывая лотико-инфэрмацион-ную связь задач, которые решаются на одном или нескольких уровнях ИАСУ, каждо! j -и санкции можно поставить в соответствие множество взаишсвязанных задач. Дри этом, если множество А /рис.К.2/ рассматривать как вершины некоторого графа, то дуги определят логическую связь выбранных задач, а информационные потеки окажутся характеристиками этих дуг. Нижняя часть рисунка представляет собой, логико-ннформавдон-ныж граф процесса управления .ЛИГ/ даннда объектом "30 3 . Догшо-ищормационный граф представляет собой QP rpa$, состоящий из нескольких подграфов, отображающих реализацию конкретных функций управления; при этом основное направление его дуг задано направлением контура ункпланирования системы. Очевидно, что ЛИГ содержит связанные между собой дугами вершины и является муль 1 і Рис.2,2, Логико-информационный граф связи задач управления в ИАСУ -Ї8 PUG, Zt3. Логико-информационный граф связи задач управлення в ЙАСУ ті&рафом. Во множества задач имеются и такие, которые ВНПОЛНЯЮТСЇЯ без привлечения информации о результатах вычислений при осущзст-вленш других работ, а производятся на основе данных, подученных извне. Дуги ЯШ1 отражают не только логическую связь задач /зависит - не зависит, влияет - не влияет, информирует - не информирует и т.п./, но и информедионную, поскольку они имеют некоторые количественные оценки. Баметим, также, что вое пути в ЛИГ представляют собой реализацию конкретных функций управления, что позволяет адекватно отображать структурно-динамическую последовательность выполнения процедур по управлению и синтезированию ЛИГ в целом и по частям.
Многоуровневые иерархические интегрированные АСУ содержат в себе ряд иодсдетем, в которых выполняются логические и информационно связанные задачи как на одном и том же уровне, так и меж-уровневого характера.
Существуют различные подходы к определению информационной связности объекта. Один ш них состоит в том, что систему изображают в виде ориентированного графа, у которого объекты представлены множеством веришв, а информационные связи - ребрами. Объекты считают связными, если меад ниш на rpatje есть путь Г30, 33, 44, S3J. Такую связность называют информационно-логической. Яри другом подходе связность оценивается числом инцидентных вершин ребер [Ш, 41, ШЪЗ. Дри третьем подходе, который получил наибольшее распространение, связность оценивается величиной шйормацион-ных потоков между объектами Г36, 38, 58, .147 J .
В первом случае связность, по существу, оценивается на качественном уровне /есть связь, нет связи/ ж поэтому шжет учитываться только в ограничениях как технология управления. Второй водход не типичен для ИАОУ так как предполагает равноценность связей. В третьем случае ш оцениваем не информационную связь объ ектов, а количество информации, которой обмениваются объекты. А величина информационного штока не всегда адекватно отражав! меру информационной связности объектов. Причина этого заключается в том, что информация может тиражироваться и использоваться многократно l28J .Ниже предлагается подход, синтезирующий ЛИГ и свободный от указанных недостатков.
Рассмотрим несколько примеров, представленных на рис. 2.2. Пусть имеются две задачи, которые не обмениваются невду собой ин-формацаоей, но используют общий элемент Ш с/і /рис. 2-W. Величина потока информации кеад задачами Qn и Оц равна 0, но опосредованно они связаны. Этим обуславливаетея возможность сокращения "внешнего1 потока информации при локализации задач и элемента Щ о// в одном узле "системы.
Сопоставим варианты структур "б" и "в". В варианте "б" подсистемы t-У и с г включающе соответственно задачи ОV/ и $z\ , обмениваются информацией в количестве I единиц. В варианте "в" на вход узла Л , в который помещены подсистема SL и элемент Щ Ы/ , также поступает I единиц информации. Количество шредава-ешй информации в обоих случаях одинаково, но логично считать, что в варианте "в" информационная связность подсистем в два раза больше, так как кавдая из задач подсистемы Л получает I единиц информации.
В случае перемещения элемента Ш Of/ из узла в узел $f /рис. 2.ЧР/ количество передаваемой информации меящу узлами 4( и $2 удваивается, но логично считать, что информационная связность подсистем при этом не меняется, так как в обози случаях подсистема ,Si выдает I единиц шформацаи а кавдая из задач і подсистемы $г получает X единиц информации.
