Г. Субстратная рефлексия – специальный способ мышления для решения задач субстратной оптимизации систем и процессов управления.

Г1. Что такое субстратная рефлексия? При решении каких проблем она применяется?

Ответ Г1. Субстратная рефлексия – это специальный способ мышления, который применяется при решении прикладных задач качественной оптимизации систем и процессов управления. Он включает в себя все типовые мыслительные операции: обобщение, абстрагирование, анализ, синтез, индукцию и дедукцию.

Г2. Перечислите типовые мыслительные операции, которые применяются при решении задач субстратной оптимизации систем и процессов управления. Дайте определение каждой мыслительной операции. Как эти мыслительные операции соотносятся между собой?

Ответ Г2. Типовые мыслительные операции: обобщение, абстрагирование, анализ, синтез, индукция и дедукция.

• Обобщение – это форма приращения знания путём мысленного перехода от частного к общему. Этому способу мышления обычно соответствует и переход на более высокую ступень абстрагирования. Наиболее абстрактными способами обобщения являются процессы выявления классов объектов и субстратов.

• Абстрагирование – это процесс выделения главного.

• Анализ – это разбиение объекта исследования на части. Субстратный анализ – это выявление значимых фрагментов информационного контекста (классов задач или классов объектов) и соответствующих субстратов.

• Синтез – это соединение частей в целое. Субстратный синтез – это нахождение такого способа соединения элементов в систему, при котором достигается системный эффект.

• Индукция – это движение мысли от частного к общему. Такой способ мышления не всегда приводит к обоснованию тезиса и к решению проблемы. Примером индукции в алгоритме достижения системного эффекта является взлет мышления от нулевого уровня абстрагирования к четвертому, от конкретной проблемы к всеобщей цели достижения системного эффекта.

• Дедукция – это движение мысли от общего к частному. Такой способ мышления всегда приводит к обоснованию тезиса. Примером дедукции в алгоритме достижения системного эффекта является переход от всеобщей цели достижения системного эффекта, провозглашенной на четвертом уровне абстрагирования к выявлению конкретных классов задач и субстратов на третьем уровне абстрагирования и переход от выявленных субстратов к конкретному алгоритму субстратной оптимизации целевой функции.

Д. Описание примеров применения субстратного подхода с помощью имитационной модели «Субстратная мозаика»

Д1. Опишите постановку задачи минимизации времени сборки в модели «Субстратная мозаика».

Ответ Д1. Задача заключается в том, чтобы минимизировать время сборки квадрата путем оптимального управления процессом выполнения сборочных операций.

Д2. Постройте и опишите в деталях алгоритм субстратной минимизации времени сборки.

Ответ Д2. Выделяем три класса задач, которые следуют из обобщенного описания любых процессов (всеобщее): начало процесса, середина и конец. Начало и конец процесса часто позиционируют как краевой эффект процесса. Выделяем следующие субстраты (ключевые моменты оптимизации целевой функции) в каждом классе:

• Правильно поставить первую фигуру. Если это правило нарушить, то сборка квадрата никогда не состоится.

• Правильно соединять фигуры между собой. Если хотя бы в одном случае это правило будет нарушено, то сборка никогда не завершится.

• На завершающем этапе сборки возможны ситуации, при которых последнюю фигуру поставить невозможно. В этом случае не нужно начинать новую сборку. Всегда можно найти такой способ перестановки фигур (субстрат в данном классе задач), при котором последнюю фигуру можно успешно вставить.

Д3. Опишите главную субстратную проблему в решении задачи максимизации производительности труда сборочных работ (в модели «Субстратная мозаика»).

Ответ Д3. Главная проблема в задаче максимизации производительности труда сборочных работ является субстратная проблема контроля сборки, которая сводится к нахождению идентификационного кода сборки. Идентификационный код сборки позволяет зарегистрировать сборку в компьютерной базе данных в виде числа и построить процесс оптимального управления ходом сборочных работ.

Д4. Опишите алгоритм вычисления кода сборки с помощью алгоритма достижения системного эффекта.

Ответ Д4. Вводим нумерацию фигур: малый треугольник обозначим цифрой 1, большой треугольник – цифрой 2, параллелограмм обозначим цифрой 3. Вводим два класса объектов: стороны квадрата и центр квадрата. Вводим два субстрата. Для сторон квадрата субстратом является процесс записи сторон фигур, которые соприкасаются по линии со стороной квадрата. Последовательность рассмотрения сторон квадрата и фигур значения не имеет, т.к. все цифры в кодах сторон квадратов сортируются по возрастанию. Для центра квадрата субстратом является процесс записи кодов всех фигур, которые соприкасаются с центром квадрата. Последовательность записи кодов фигур значения не имеет, т.к. все цифры в коде центра квадрата сортируются по возрастанию. Далее все коды сторон и центра квадрата суммируются, в результате чего и получается идентификационный код сборки, который автоматически заносится в иерархические базы данных.

Д5. Опишите алгоритм субстратной максимизации идентификационного кода сборки с помощью алгоритма достижения системного эффекта.

Ответ Д5. Выделяются несколько классов задач и соответствующие субстраты, управляя которыми решается задача субстратной оптимизации заявленной целевой функции. Напомним, что одним из главных субстратов при решении этой проблемы является центр квадрата. Фигуры, которые должны быть туда поставлены, определяются с помощью субстратной рефлексии. Точнее, эта проблема решается путем применения дедуктивного способа мышления, т.е. путем движения мысли от общей идеи оптимизации целевой функции к конкретным субстратам. Затем идет индуктивная (от конкретного частного результата к обобщающим выводам) проверка полученных результатов. Процесс выявления центра в качестве главного субстрата называется субстратным анализом задачи, а процесс соединения найденных субстратов в единый алгоритм называется субстратным синтезом.

Д6. Опишите алгоритм субстратной минимизации идентификационного кода сборки с помощью алгоритма достижения системного эффекта.

Ответ Д6. Выделяются несколько классов задач и соответствующие субстраты, управляя которыми решается задача субстратной оптимизации заявленной целевой функции. Напомним, что одним из главных субстратов при решении этой проблемы является баланс и минимизация кодов центра квадрата и его сторон. Фигуры, которые должны быть туда поставлены, определяются с помощью субстратной рефлексии. Точнее, эта проблема решается путем применения дедуктивного способа мышления. Иначе говоря, путем движения мысли от общей идеи оптимизации целевой функции к конкретным субстратам. Затем выполняется индуктивная (от конкретного частного результата к обобщающим выводам) проверка полученных результатов. Процесс выявления центра и сторон квадрата в качестве главных субстратов называется субстратным анализом задачи, а процесс соединения найденных субстратов в единый алгоритм называется субстратным синтезом.

Д7. Опишите алгоритм субстратной максимизации целевой функции Т, которая является суммой цифр идентификационного кода сборки.

Ответ Д7. Выделяются несколько классов задач и соответствующие субстраты, управляя которыми решается задача субстратной оптимизации заявленной целевой функции. Напомним, что одним из главных субстратов при решении этой проблемы является идея управления процессом оптимизации целевой функции путем анализа возможных комбинаций цифр в идентификационном коде сборки. Фигуры, которые должны быть поставлены по краям квадрата и в центре, определяются с помощью субстратной рефлексии. Точнее, эта проблема решается путем применения дедуктивного способа мышления. Это делается путем движения мысли от общей идеи оптимизации целевой функции к конкретным субстратам с последующей индуктивной проверкой полученных результатов. Процесс выявления центра и сторон квадрата в качестве главных субстратов называется субстратным анализом задачи, а процесс соединения найденных субстратов в единый алгоритм называется субстратным синтезом.

Д8. Опишите алгоритм субстратной минимизации целевой функции Т, которая является суммой цифр идентификационного кода сборки.

Ответ Д8. Выделяются несколько классов задач и соответствующие субстраты, управляя которыми решается задача субстратной оптимизации заявленной целевой функции. Напомним, что одним из главных субстратов при решении этой проблемы является идея минимизации количества цифр в идентификационном коде сборки. Фигуры, которые должны быть поставлены по краям квадрата и в центре, определяются с помощью субстратной рефлексии. Точнее, эта проблема решается путем применения дедуктивного способа мышления. Это делается путем движения мысли от общей идеи оптимизации целевой функции к конкретным субстратам с последующей индуктивной проверкой полученных результатов. Процесс выявления центра и сторон квадрата в качестве главных субстратов называется субстратным анализом задачи, а процесс соединения найденных субстратов в единый алгоритм называется субстратным синтезом.

Д9. Опишите алгоритм субстратной оптимизации целевых функций, описанных в предыдущих разделах с путем применения пяти управляемых параметров, величина которых задается с помощью окон редактирования со счетчиком для каждого управляемого параметра.

Ответ Д9. В этом случае сначала решается задача построения модели кибернетического черного ящика. Это делается так. Задается числовое значение только одного управляемого параметра и производится субстратный анализ полученных результатов. Затем, этот процесс повторяется для каждого управляемого параметра. После процедуры назначения числовых значений управляемых параметров с помощью соответствующих пяти окон редактирования со счетчиком (типовой компонент Delphi_7) производится сборка квадрата и вычисление целевой функции. Результаты всех управленческих решений регистрируются в иерархической базе данных, производится ранжирование и анализ полученных результатов, строятся графики изменения целевых функций методом контрольных карт. В процессе субстратной оптимизации целевой функции согласно обобщенному алгоритму достижения системного эффекта выделяются несколько классов задач и соответствующие субстраты, из которых впоследствии и строятся стратегии оптимизации целевых функций.