4. Параметры надежности

АСУТП может быть представлена взаимодействующими элементами: производственный персонал – средства автоматизации – технологическое оборудование. Компенсацию потока различных нарушений в технологическом процессе обеспечивает система организационного управления АСОУ. Параметры элементов АСУТП и АСОУ связаны между собой. Оба вида систем достаточно сложные, многоэлементные с большим числом состояний. Для этих систем справедливы соотношения, связывающие энтропию распределения параметров надежности элементов, определяющих состояния систем, вызванных ненадежностью работы персонала и средств АСУ. Анализ совместного функционирования систем технологического и организационного управления позволяет решить важный вопрос стратегии автоматизации, оптимально распределить ресурсы, затрачиваемые на создание каждой из систем. Надежность каждого из элементов АСУ характеризуется произведением величины К_r (коэффициент готовности), Р_о (вероятность безотказной работы) и P_s (вероятность безошибочной работы).

Те же параметры надежности могут характеризовать работу персонала АСУТП, обслуживающего технологическое оборудование, а также персонала АСОУ, обслуживающего организационное управление. Низкое значение произведения величин K_r, P_s, P_o в неавтоматизированной системе определяется значительными информационными ошибками. Воздействие персонала с устройствами АСУТП и АСОУ направлено на улучшение параметра

информационные аспекты, связанные с оценкой надежности деятельности персонала АСУ, позволяют оценить составляющие параметра R для персонала и его изменение в условиях автоматизированного управления.

Параметр состояния R в каждом виде систем АСУ определяет вероятность своевременного К_r, безотказного Р_о и безошибочного P_s выполнения работ по управлению оборудованием АСУТП ли управлению организационными процессами АСОУ. Тогда его можно представить в виде:

λ=1,2,…,2^т,

где

т – число элементов одного из типов в данной подсистеме АСУ (персонал, оборудование);

2^т – число состояний объекта управления.

Неопределенность информационной технологии системы управления можно характеризовать величиной энтропии.

Энтропия (мера необратимого рассеяния энергии) распределения параметров элементов подсистемы ИТ

В общем случае параметры K_r, P_s, P_o элементов подсистемы ИТ персонала зависимы от параметров элементов подсистем АСУТП и АСОУ и оборудования. Это определяет необходимость нахождения энтропии подсистемы персонала как условной энтропии при заданном распределении параметров состояния подсистемы ИТ оборудования.

Энтропия – неопределенность состояния систем управления АСУТП или АСОУ равна сумме энтропии подсистем персонала h_p/y и оборудования h_y.

Общая энтропия системы h=h_Б+h_А/Б , где h_А/Б – условная энтропия подсистемы А при фиксированном уровне энтропии подсистемы Б. Если h_Б увеличивается, то очевидным следствием зависимости систем А и Б является увеличение потока информации, поступающего управленческому персоналу подсистемы А из-за возмущений в подсистеме Б, и увеличение необходимого объема данных для принятия управленческих решений в подсистеме А. Возрастание потока информации при увеличении h_Б может проиллюстрировано на примере устранения управленческим персоналом средствами организационного управления таких возмущений подсистемы управления технологическими процессами, как обнаруженные нарушения в ИТ управляемого объекта. После внедрения ИТ комплекса средств автоматизации, позволяющих осуществить идеальное (в соответствии с параметрами базы интеграции) организационное и технологическое управление, управленческому и производственному персоналу должен быть создан режим работы, свободный как от избытка информации, так и от ее недостатка. Тогда подсистемы А и Б могут рассматриваться как независимые в предположении, что используемые ИТ средств автоматизации управления и алгоритмы их работы могут создать персоналу режим, инвариантный (нечувствительный выхода системы управления от возмущений) к возмущениям определенного вида. В этом случае обозначим энтропию подсистемы h_NA, h_NБ соответственно. Создание промежуточных по качеству ИТ подсистем А и Б, не обеспечивающих указанного условия, сохраняет зависимость между параметрами подсистем А и Б.

Сравнение величин h_NA, и h_NБ позволяет выбрать направление автоматизации и решить вопрос об оптимальном распределении ресурсов для создания АСУТП и АСОУ в составе АСУ, при котором обеспечивается максимальный эффект автоматизации.

В результате может быть найдено соотношение величин ресурсов, которые следует направить на повышение надежности ИТ автоматизации технологических процессов и организационного управления.

Изложенный подход может быть положен в основу принимаемых решений на этапах технико-экономического обоснования и технического задания при создании различных классов ИТ интегрированных систем управления.

В рассмотренном случае база интеграции включает комплекс надежностных характеристик элементов АСУТП и АСОУ (K_r, P_s, P_o), при которых энтропия распределения параметров этих систем не превышает заданных величин. Такие характеристики отражают физическую реализуемость АСУ.

В случае соответствия требованиям базы интеграции организационно-технологическая ИТУ будет интегрированной относительно параметров надежности ИТ, обеспечивающих достижение максимального интегрированного эффекта Б, превышающего сумму эффектов, которые могут быть получены при локальном функционировании АСУТП и АСОУ.

Динамическое обновление допустимых значений параметров АСУТП и АСОУ путем установления параметров надежности в результате решения рассмотренной задачи оптимизации распределения ресурсов обеспечивает обновление (актуализацию) базы интеграции ИТ управления.

Таким образом, важнейшим разделом базы данных интегрированных ИТУ должна стать база интеграции, формируемая на основе комплекса оптимизационных надежностных расчетов ИТ, выполненных на разных этапах разработки и функционирования ИТ интегрированных систем управления, отражающих реализуемость (достижимость) целей управления.

Экономико-математические методы и модели нашли широкое применение в практике. Были разработаны и применены надежные методологии создания и организации функционирования ИТ прикладных систем обработки данных ИТ СУ как их разновидности. Применение надежностных методологий создания ИТ СУ и практическое их использование повлияло на повышение продуктивности ИТ производства посредством дополнительного учета такого параметра надежных компьютерных технологий, как коэффициент своевременности обработки, анализа и передачи информации Р вместе с параметрами K_r, P_s, P_o.