- •Міністерство освіти та науки України
- •Національний гірничий університет
- •Кафедра системного аналізу та управління
- •Доц. Лазорін а. І.
- •1.Введение.
- •И нформация управляющая у
- •И нформация об объекте х.
- •Функционально-стоимостный и функционально-физический системный анализ.
- •2.1. Понятие о функционально-стоимостном анализе (фса).
- •2.2. Функционально – физический анализ технических объектов(ффа).
- •1. Построение конструктивной функциональной структуры (фс).
- •2. Построения потоковой функциональной структуры.
- •Описания физического принципа действия (фпд).
- •4.Выводы.
- •Р Два проводника ис.2.5. Конкретизированная потоковая функциональная структура.
- •2.3 Законы функционального строения и развития систем.
- •2.3.1. Закон соответствия между функцией и структурой системы.
- •2.3.2. Закономерности функционального строения преобразователей энергии и информации.
- •2.3.3 Закон стадийного развития техники.
- •2.4 Критерии развития и показатели качества технических систем.
- •2.5. Оценка эффективности организационно-технических мероприятий разработанных по результатам функционально-стоимостного анализа.
- •Структурный системный анализ.
- •3.1 Цели и задачи структурного анализа.
- •3.2 Формализация описания структур на основе теории графов.
- •3.2.1 Определение графа, виды графов.
- •3.2.2 Способы задания графов. А. Графическое представление. Достоинство – наглядность. Недостаток – не может быть использовано при решении задач структурного анализа с помощью эвм.
- •3.3 Порядковая функция на графе. Понятие уровня. Алгоритм упорядочения графа.
- •3.4. Числовая функция на графе. Алгоритм поиска критического пути.
- •3.5. Описание потоков информации в системах управления. Рассмотрим асуп. Источник информации – документ. Взаимодействие
- •3.6. Топологическая декомпозиция структур.
- •Системный анализ сложных объектов и процессов методами теории массового обслуживания.
- •Представление сложных объектов и процессов в виде моделей систем массового обслуживания и их классификация.
- •Примеры систем массового обслуживания: а) Автоматизированная система управления технологическим процессом.
- •4.2 Элементы теории массового обслуживания.
- •4.3 Анализ одноканальной системы массового обслуживания с ожиданием.
- •4.4 Анализ одноканальной замкнутой системы с ожиданием.
- •4.5 Анализ многоканальной разомкнутой системы с отказом.
- •4.6 Анализ многоканальной замкнутой системы с ожиданием.
- •4.7. Пример анализа стационарного режима работы системы массового обслуживания.
- •4.8. Пример анализа надежности системы.
- •4.9 Системный анализ информационно-управляющих комплексов.
- •4.10. Системный анализ стохастических сетей.
- •Информационный системный анализ.
- •Основные задачи, понятия и определения.
- •Последовательное и параллельное соединение источников управляющей информации.
- •Последовательное и параллельное соединение приёмников управляющей информации.
- •Информационные критерии эффективности систем сбора и переработки информации.
- •Переходные информационные процессы в системах управления.
- •Системный анализ обьектов и процессов методом имитационного моделирования.
- •Цели, порядок и схема имитационного моделирования.
- •В соответствии с вышеизложенным, общая схема имитационного моделирования имеет вид:
- •Методы имитации случайных факторов при имитационном моделировании.
- •Определение объёма имитационных экспериментов.
- •Имитационный анализ и синтез системы управления дискретного процесса массового производства.
- •Экспертный системный анализ проблем.
- •Понятие об иерархиях и общая методология их анализа.
- •Экспертное оценивание предпочтений. Шкала Саати. Излагать метод анализа иерархий (маи) будем на фоне достаточно простой проблемы взятой из иностранных литературных источников.
- •По каждому из этих показателей были выработаны определенные требования , позволяющие сформулировать критерии выбора:
- •Площадь дома должна быть не менее 100 и не более 300 м2; расположение комнат и служб – двухуровневое;
- •Построение иерархической структуры модели проблемы
- •Метод парных сравнений. Мера согласованности. Вектор приоритетов.
- •Расчёт локальных приоритетов. Синтез приоритетов.
- •Применение методов исследования операций в системном анализе.
- •Системный анализ и управление грузопотоками по экономическому критерию путем решения транспортной задачи линейного программирования
- •8.2. Системный анализ и управление развитием группы предприятий методом динамического программирования.
- •Список использованной литературы:
Информационный системный анализ.
Основные задачи, понятия и определения.
Любые системы управления, из каких бы элементов они ни слагались и какие бы цели не преследовали, по существу являются системами передачи и переработки информации. Под информационной цепью мы понимаем совокупность взаимодействующих источников, преобразователей и потребителей информации. С практической точки зрения наибольший интерес представляют информационные цепи систем управления.
Н апример: информационная цепь автоматической системы регулирования (САР), состоит из регулятора Р, служащим источником управляющей информации для объекта управления (ОУ), который является информационной нагрузкой и обработкой связи, обеспечивающих поток информации от объекта управления к регулятору.
Рис.5.1. Функциональная Рис.5.2. Информационная
схема САР. схема САР.
Р – регулятор; ОУ – объект И – источник управляющей
управления; UЗ – задание; информацией; П – приём–
Х – входная величина ОУ; ник; 1,2 – каналы связи.
У – выходная величина ОУ.
Состояние окружающей нас материи характеризуется некоторой неопределенностью или энтропией, Н0=-logР0, которая выступает в роли информационного потенциала события, априорная вероятность которого равна Р0. Целью и смыслом каждого управления является изменение в ту или иную сторону этой априорной вероятности события до некоторого нового значения Русл, которому соответствует новое значение потенциала Нусл=-log Pусл, где Pусл – вероятность события при условии управления им.
Т.о. сущность управления, осуществляемое источником информации, может быть охарактеризована некоторым информационным напряжением:
(5.1.)
Причём ΔH – положительный, если его целью является увеличение вероятности события;
ΔH – отрицательная, когда целью управления является снижение вероятности события.
В качестве единиц напряжения будем пользоваться “битами”, получающихся, если в формуле ΔH использовать двоичные логарифмы, поскольку это обеспечивает хорошо интерпретируемую размерность всех других информационных величин.
Например, рассмотрим процесс управления качеством готовых изделий в процессах массового производства с информационной точки зрения.
Пусть металлообрабатывающий станок выпускает детали к показателю качества y(n) которых предъявляются требования:
, (5.2)
где: n – номер детали; r – среднее значение размера детали; ± l – допуски на размер детали.
Так как y(n) являются случайной величиной, то она имеет свой закон распределения f(y). Пусть Р0 – удельный вес годных по техническим условиям изделий, равно вероятности того, что изготовленная деталь попадёт в интервал заданной (5.2) при отсутствии у станка информационно-управляющей системы.
(5.3)
Графическая интерпретация выражения (5.3) имеет вид:
Р ис.5.3. К понятию априорной вероятности Р0.
Выражение (5.3) обусловлено свойством закона распределения случайной величины:
(5.4)
О бъясним теперь понятие условной вероятности Русл. Оснастим станок информационно-управляющей системой ИУС. В этом случае вероятность выпуска годных деталей увеличиться, и станет равным Русл. (см. рис.5.4)
Рис.5.4. К понятию условной вероятности.
1 – кривая f(y) без ИУС;
2 – кривая f(y) c ИУС.
При условии наличия ИУС Русл > P0.
Пусть P0=0,5; Русл=1, тогда
Информационное напряжение измеряется в битах.
В ыданная источником информация поступает к исполнительным органам и системам, которые являются информационной нагрузкой источника. Если исполнительная система не обладает памятью, то единственной её характеристикой является информационное сопротивление, т.е. время её реакции на полученную информацию, которое исчисляется от момента выхода управляющей информации из источника до момента получения источником сигнала обратной связи о достижении поставленной цели.
Рис.5.5. Информационная цепь.
– информационное сопротивление всей цепи.
= н+ вн
ИДЛ – информационно-движущая логика источника.
– информационный ток в цепи нагрузка; вн – внутреннее сопротивление, определяется временем принятия самого решения;
Информационный закон Ома:
(5.5)
Из закона Ома следует, что при однократном достижении цели сквозь систему проходит информации:
(5.6)
При длительной работе системы через неё проходит информация:
(5.7)
Эффективность источника информации зависит от того, насколько быстро он выдаёт управляющую информацию при изменении состояния нагрузки. Запаздывание, имеющееся в источнике обесценивает выданную им управляющую информацию, т.е. снижает ИДЛ до рабочего напряжения на величину вн, так что
, (5.8)
где h – ИДЛ источника, т.е. напряжение холостого хода.
Поэтому при проектировании источника для работы на определенную нагрузку приходится с учётом его внутреннего сопротивления завышать его ИДЛ на вн с целью обеспечения заданной вероятности нужного события.
Поскольку любые реальные источники информации (люди, регуляторы, ЭВМ) обладают конечным информационным сопротивлением, мы рассмотрим системные способы его уменьшения.
Применительно к человеку информационное напряжение определяется его реакцией (быстротой) и интеллектуальными способностями.
Часто весьма одаренные люди с замедленные реакции оказываются беспомощными при управлении быстроизменяющимися ситуациями.
Напротив, люди весьма ограниченные, но решительные с хорошей реакцией способны при ограниченных знаниях информационных токов обеспечить успешное осуществление управления.
Однако положение меняется радикальным образом, когда речь заходит о стратегическом планировании, на которое отводится достаточно времени, чтобы информационные токи были малы, а потери напряжения вн оставались несущественными. В этом случае согласно (5.8)
Т.о. здесь успех управления определяется опытом человека.
Эти соображения необходимо учитывать при распределении кадров по ступеням управленческой иерархии, на верху применяются относительно не частые, но ответственные решения. Внизу применяются большее количество простых решений, но за ограниченное время.
В информационных цепях действуют такие информационные законы Киргоффа:
Первый закон Киргоффа: в узле информационной цепи алгебраическая сумма информационных токов равна нулю.
Второй информационный закон Киргоффа: в замкнутом информационном контуре алгебраическая сумма падений информационных напряжений и информационных потенциалов источников управляющей информации равна нулю.
Таким образом, методы информационного анализа сложных компьютерных систем управления позволяют согласовывать основные информационные параметры систем для обеспечения достижения целей управления. При этом используются развитые методы расчета электрических цепей известные из электротехники, что делает их доступными для любого инженера. Однако следует обратить внимание на физический смысл используемых законов и на системный анализ получаемых результатов.