10.4 Применение методологии системного подхода к созданию сложных систем управления.
Методология – это совокупность приемов исследования в науке. Системный подход при создании сложных структур управления проявляется в таких подходах:
Любая система на первом этапе рассматривается с учетом лишь формальных связей между разными факторами и оценки характера их изменения под влиянием внешних условий.
Система всегда исследуется в условиях неопределенности (цели, характеристик внешней среды и поведения оператора). Важно обеспечить в системе адаптацию и возможность развития.
Сложность систем управления, их информационная мощность требует привлечения некоторых специальных приемов, например, декомпозиции и агрегирование.
В сложных системах управления (ССУ) всегда используются структурные преобразования.
В общей теории систем должны использоваться определения, методы и приемы, которые являются понятными для других научных дисциплин (например, информатика и автоматика).
В теории систем применяются унифицированные понятия, которые дают возможность охарактеризовать как систему любой сложности, так и любую ее часть.
10.5 Системный подход к созданию автоматизированных технологических комплексов (атк) и компьютерно-интегрированных систем управления (кису)
По основным признакам АТК и КИСУ – это сложные системы, поэтому при решении задач анализа и синтеза используются методы и приемы системного анализа: определение иерархий, применение методов декомпозиции и агрегирования. Объектом для сложных систем управления является технологический комплекс, производство или предприятие в целом. В этом случае рассматриваются равные иерархии: типичный технологический процесс, участок, цех, производство (завод), предприятие.
Автоматизированный технологический комплекс включает две основные части: объект и система управления. Особенностью системного подхода являются формирования структуры и характеристик объекта, а также синтез системы управления для сформированного объекта. Это касается комплекса задач, в частности выделения подсистем, определение точек-источников информации, управляющих влияний, оценки качества процесса функционирования и т.д.
Главная особенность системного подхода при анализе и синтезе сложных систем - необходимость итераций, т.е. повторение этапов, процедур и операций с новыми данными.
Аналогичный подход используется при анализе и синтезе КИСУ с учетом таких особенностей: определение количества и уровней рабочих мест, количества и уровней вычислительных сетей.
Лекция 11. Структурный анализ сложных систем управления
Для этих систем анализируется организационная, функциональная, техническая структура. Эти структуры можно рассматривать, как определенные модели, которые отображают функции и цели, стоящие перед системой. В первую очередь учитывают иерархичность системы, поэтому их структуры всегда будут многоуровневыми. Эта многоуровневая структура помогает на разных уровнях рассматривать с разной детализацией свойства системы и ее составные. Таким образом, структура - совокупность элементов и связей между ними, которые определяются соответственно функциям и целям системы.
Рис. Многоуровневое представление структуры ССУ
Для каждой системы можно поставить в соответствие множество структур с разным количеством уровней детализации, которая определяется назначением структуры, так и самой системой. При перемещении на нижние уровне детализация всегда увеличивается, но назначение системы становится понятным при перемещении на верхний уровень. Существуют системы структурированные, слабо структурированные и неструктурированные. В соответствии с этим для каждого класса систем разрабатываются соответствующие математические модели. В структурном анализе выделяют приемы декомпозиции и агрегирование. Прием декомпозиции разрешает выделить подсистемы, а второй прием - агрегирование - разрешает объединить некоторые подсистемы, чтобы образовать технологический объект управления с заданными свойствами. В результате структурного анализа принимается решение относительно архитектуры системного управления, расположение терминальных точек (датчики, регулирующие органы, рабочие места).
Лекция 12. Моделирование процесса функционирования сложных систем управления