Уйымдастырудағы рөлі 1 абж құрылымы
жүктеу/скачать 12,78 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Супервизорлық басқару жүйелері.
- Тікелей сандық басқару жүйелері.
- АБЖ жіктеу белгілері
- Жүйелердің жіктелуі және баскаруды күрделі жүйелермен автоматтандыру
| 1.1.2 Басқарушы жүйелер
Басқарушы жүйе кандай да бір өндірістік жағдайда қа- былдануы тиіс әрекеттерді алдын ала көздейтін белгілі бір бағ- дарламалар бойынша баскару функцияларын жүзеге асырады. Адам тек жалпы бақылау жасайды тек басқару алгоритмдері- мен күтпеген жағдайлар орын алған жағдайда ғана араласады. Басқарушы жүйелер бірнеше түрге бөлінеді. Супервизорлық басқару жүйелері. Супервизорлық баскару режимінде жұмыс істейтін АБЖ ЭЕМ жұмысының көп багдар- ламалық режимін ұйымдастыруға арналады және кең мүмкін- діктер мен жоғары сенімділікке ие екі децгейлі иерархиялық жүйе болып табылады. Баскарушы бағдарлама бағдарламалар мен ішкі бағдарламаларды орындау айқындылығын анықтайды және ЭЕМ кұрылғыларын жүктеуге басшылық етеді. Тікелей сандық басқару жүйелері. ЭЕМ оңтайлы баскару- шы ықпалдарды тікелей әзірлейді және сәйкес түрлендіргіш- тер көмегімен атқарушы механизмдеріне басқару командаларын береді. Тікелей сандык басқару режимі анағұрлым тиімді рет- теу және басқару принциптерін қолдану және олардың оңтайлы нұскасын таңдау; оңтайландырушы функцияларды және сырт- қы орта өзгерістері мен басқару нысанының айнымалы пара- метрлсріне бейімделушілікті жүзеге асыру; техникалық кызмет көрсету шығындарын азайту және бақылау мен басқару құрал- дарын бірегейлендіру. Кез келген көлік нысанын басқару өзінің максаттары, мін- деттері мен мазмұны бойынша ерекшеліктерге ие бола оты- рып, жүйе жұмысы аяқталмайынша жүзеге асырылып отыратын үздіксіз циклдік процесс болып табылады. Басқару циклі сапалық және сандық сипаттамаларға ие бола- ды. Баскарудың сандық циклі (Тц) нысан күйі туралы ақпарат жинауға (Тжин), осы ақпаратты өңдеуге (T ), жарлық ақпаратын беруге (T6cp) және оны басқару нысанының қабылдауына (T1) жұмсалатын уақыт шығындарымен сипатталады: Баскару циклінің сапалык сипаттамасы жарлык ақпараты- ның басқару нысанына ықпалының тиімділігін, яғни басқару нысанының қойылған мақсатқа жету үшін жасап шығарылған баскарушы (түзетуші) ыкпалдың қаншалыкты пайдалы екенін көрсетеді. Әрбір басқару нысаны үшін келіп түскен шешімнің пайда- лылығын анықтайтын шек бары айқын. Уақытқа қатысты Бұл шектеу Thp басқарудың сындар- лы уақыты деп аталады. Т*р шамасы тұрақты болмайды. Бұл жүйенің техникалық жабдықталуы мен баскарылатын үрдіс си- патына байланысты болады. Басқару жүйесінің техникалық жаб- дықталуы деңгейі қаншалық жоғары болса, Ткцр шамасы және реттеу кадамының ұзақтығы соншалык төмен болады. Eгер T < Tkp шарты орындалса, түзетуші ықпал басқару ны- саны күйіне сәйкес келеді және практикалық құндылыққа ие. Керісінше жағдайда басқару тиімді болмайды: уакытылы емес, кешіккен басқару бойынша шешім қате болғанда. Алайда басқарудың жоғары оперативтілігі өздігінен басқару нысанына тигізетін ықпалдың кажетті тиімділігімен камтамасыз етпейді. Бұл түзетуші, басқарушы ықпалды жасап шығару көп нұсқалы тапсырманың шешімі болып табылуы жиі кездесуімен байланысты болады. Бұл жағдайда ықпал ету тиімділігі жағынан өзара ерекшеленетін, басқару нысанына түзетуші ықпал келтіру үшін арналған шешімдердің бірнеше мүмкін болатын нұсқасы жасап шығарылады. Әдетте шешімнің бірнеше нұскасынан акыр- ғы нәтижесі түрғысынан неғұрлым негізделген оңтайлы шешімді таңдау қажет болады. Бүдан басқаруға қойылатын екі ең маңызды талап келіп шығады: басқару оперативтілігін арттыру (басқару циклына жұмса- латын уақыт шығынын үздіксіз қысқарту, Тц < Tkp шартының қамтамасыз етілуі) қандай да бір емес, әділ түрде негізделген (оңтайлы) шешімді қабылдаумен камтамасыз ету. Негізінде кез келген ұйымдық схеманы басқару тиімділігін арттыру мәселесінің шешімі де осы екі талапты кешенді түрде қанағаттандырудан тұрады. АБЖ жіктеу белгілері АБЖ жіктеу жіктелу критерийлеріне байланысты болады. Басқарушьт кұрылғының қолданатын ақпаратының түріне бай- ланысты АБЖ ашык және тұйық деп бөлінеді: ашық жүйелерде басқару нысанының шығысы мен басқарушы кұрылғының кі- рісінің арасында кері байланыс болмайды. Мұндай жүйелерде басқарылатын шама бақыланбайды. Kepi байланыс болғанда баскару нысаны мен басқарушы құрылғы басқару нысанының күйіне автоматты бақылау жасаумен қамтамасыз ететін түйық контурды құрайды. Берілетін ықпал өзгерістері сипаты бойынша АБЖ-ны келесі түрлерге жатқызуға болады: берілетін ықпал тұрақты болатын автоматты тұрақтандыру: Бұл жүйелер белгілі бір физикалык параметрдің (температура, қысым, айналу жылдамдығы т.б.) тұрақтылығын сақтауға ap- налған; берілетін ықпал қандай да бір алдын ала белгілі болатын заң бойынша өзгеретін бағдарламалық жасақтама (мысалы, белгілі бір бағдарлама бойынша электр жетегінің айналым жылдамдығы өзгерісі, термиялық өндеу кезіндегі температураның өзгерісі жүзеге асырылуы мүмкін т.б.); қадағалаушы, мұндағы берілетін ықпал ерікті, алдын ала белгісіз заңмен өзгереді (сырткы талаптар өзгерген жағ- дайда басқару нысандарының параметрлерін басқару үшін қол- данылады). Соңғы жылдары нысанға қандай да бір мүлдем белгісіз факторлардық әрекет етуімен сипатталатын адаптивті АБЖ-лар үлкен маңызға ие болуда. Нәтижесінде басқарушы ықпалдар ту- ралы шешімдер қабылдау үшін бастапкы деректердің белгісіз- дігі жағдайларында тапсырмаларды шешу қажеттігі нәтижесінде туындайды. Бұл жүйелер сыртқы орта мен басқару нысанының өзгерістеріне бейімделе алады әрі тәжірибе, яғни басқару нәти- желері туралы ақпарат жинақталған сайын өз жұмысын жақсарта алады. Өз кезегінде адаптивті АБЖ-лар келесідей бөлінеді: оңтайлы, басқару нысанында ең тиімді режимді автоматты сақтаумен қамтамасыз етеді; өздігінен бапталатын, мұндағы басқару нысанының пара- метрлері сыртқы талаптар өзгерген жағдайда сол күйінде қалмай, түрленеді; өздігінен үйымдастырылатын, мұндағы жұмыс алгоритмі өзгеріссіз калмайды, басқару нысаны парамерлері мен сыртқы жағдайлар өзгерген жағдайда жетілдіріледі; өздігінен үйренуші, жинақталған нысанды басқару тәжі- рибесін талдайды және осының негізінде өз құрылымы мен басқару тәсілін автоматты түрде жетілдіреді. Әрекет сипаты бойынша АБЖ үздіксіз және дискреттік әре- кетке бөлінеді. Үздіксіз АБЖ-да кіріс сигналы бірқалыпты өзгер- ген жағдайда шығыс сигналыда бірқалыпты өзгереді. Дискреттік АБЖ-да кіріс сигналы бірқалыпты өзгерген жағдайда шығыс сигналы секірістер жасап өзгереді. Сандық техникаға негізделген басқару әдістері әрқашан дискреттік АБЖ-ға экеледі. Сигналдар өзгерісінің сипаты бойынша АБЖ-ны тізбектік және тізбектік емес, стационарлық және стационарлық емес деп бөлуге болады. Параметрлер саны бойынша АБЖ бір өлшемді не- месе көп өлшемді (көп параметрлі) болып табылады. АБЖ жіктеу басқа шарттар негізінде де құруға болатынын айта кеткен жөн, мысалы, АБЖ-ны жүйенің физикалық мәні не- месе оның негізгі звенолары бойынша, орындаушы құрылғының қуаттылығы бойынша т.б. жіктеуге болады. Көрсетілген АБЖ жіктеу тәсілдерінің әрқайсысы көбінесе басқалардан тәуелсіз бо- лады. Бұл олардың әрқайсысын көпөлшемді фазалық кеңістіктегі шкала ретінде көрсетуге болатынын білдіреді, бұл жағдайда накты АБЖ-ға нүктелер немесе белгілі бір аумақтар сәйкес ке- летін болады. Жүйелердің жіктелуі және баскаруды күрделі жүйелермен автоматтандыру Жүйе - өз бөліктерін қарапайым жиынтыққа қосуға мүмкін болмайтын, яғни жай ғана бөліктер жиынтығынан үлкен кейбір элементтердің жиынтығы. Бұл жеке алынған жүйе бөліктерінде болмайтын және элементтер жүйені құруы үшін қажетті нәрсе интеграцияланатын бастама болып табылады. Интеграцияланатын бастама объективті де, субъективті де бола алады, ал жүйелер сәйкесінше табиғи және жасанды бола алады. Жасанды жүйе мақсатқа сәйкес болып табылады. Бірақ табиғи түрді, мысалы, экологиялық жүйелерді адам өзіне белгілі бір калаған жағдайлармен қамтамасыз ету үшін, яғни белгілі бір мақсатқа сәйкестігі жағынан, олардың оған не бере алатыны мен олар қандай болуы тиістігі тұрғысынан қарастырады. Жүйенің түрлі үлгілері осы үлгілерде жасақтаушылардың үлгісі жасалатын жүйелердің ішкі құрылымы туралы білімдері қаншалықты толық көрсетілуімен және осы үлгілердің АБЖ мақсаттарына жету түрғысынан қаншалықты қолдануға сәйкес келуімен ерекшеленеді. Жүйенің ең қарапайым (толығымен феноменологиялық) үлгі- ci «қара жәшік» үлгісі болып табылады. Сыртқы бақылаушыға тек кіріс және шығыс параметрлері ғана кол жетімді болатын, ал ішкі жүйе құрылымы мен ондағы процестер белгісіз болып қалатын жүйе осылай аталады. Kipic параметрлерді басқарушы ыкпалдар ретінде, ал шығыс параметрлердің қалаған мәндерін басқару мақсаты ретінде қарастыруға болады. Жүйенің мінез- құлқы туралы бірқатар маңызды ұйғарымдарды тек оның ық- палға көрсететін реакциясына қарап, кіріс және шығыс параметр- лердің өзгерістері арасындағы тәуелділікті қадағалай отырып жасауға болады. Мұндай әдіс құрылымы мүлдем белгісіз немесе құрамдас бөліктері мен олардың байланысы қасиеттері бойынша жүйенің жалпы мінез-күлқы туралы ұйғарым жасауға күрделі болатын жүйелерді зерттеу мүмкіндіктерін ашады. Сондықтан, «Қара жәшік» түсінігі АБЖ-дағы басқару нысандарының басқа- рушы ықпалдарына көрсетілетін реакцияның идентификациясы мен модельдеудің негізі больш табылады. «Қара жәшік» жүйені, жалпы жағдайда күрделі жүйені біл- діретінін түсіну маңызды. Бұдан бір маңызды ұйғарым шығару керек. қандай да бір жеке алынған шығыс параметрді оңтайлан- дыруға болмайды, себебі Бұл бүкіл жүйенің жойылуына әкелуі мүмкін, себебі, шығыс параметрлерді жүйелі түрде, яғни бірге, кешенді түрде қарастыру қажет. Сырт көзге қарапайым көрінсе де, «Қара жәшік» жасау оңай жұмыс емес. Мұның себебі - кез келген нақты жүйе көптеген тәсшдермен өзара әрекеттесуінде. Жүйе үлгісін құра отырып, осы көптеген байланыстардың ішінен олардың ақырғы көлемін таңдап алып, оларды кірістер мен шығыстар тізіміне қосады. Таңдау шарты үлгінің мақсаты, мақсатқа жету үшін кандай да бір байланыстың мәнділігі болып табылады. Мәнді де манызды нәрсе Үлгіге енгізіледі, ал мәні мен маңызы жоқ нәрсе енгізілмейді. Бірақ мәселе шындығында қандай кіріс параметрлері шы- ғыс мақсатты параметрлерге айтарлықтай ықпал тигізетіні, кан- дай кіріс параметрлері ықпал тигізбейтінін ешкім алдын ала білмейтінінде болып тұр. Мұны белгілі бір нысанның эволю- циясын ұзақ уақыт бойы статистикалық тұрғыдан зерттеу ap- қылы білуге болады, ал Бұл күрделі болып табылады немесе өз эволюциясының түрлі кезеңдерінде орналасқан ұқсас нысан- дардың жеткілікті көлемін, яғни ұқсас басқару нысандарын өзгермелі нақты «бір сәттік» жүзеге асыруларды зертгеу арқылы білуге болады. Мұндай ақпарат бар болғанның өзінде, оны, мысалы, фактор- лық талдау көмегімен математикалық өңдеу оңай емес, себебі әдетте нақты тапсырмалардың өлшемділігі стандартты статис- тикалық әдістер мен пакеттердің мүмкіндігіне қарағанда (бірнеше ece) үлкен. «Қара жәшікке» қарағанда әлдеқайда дамыған үлгі болып элементгері мен ішкі жүйелерінің тізімі берілетін жүйе құра- мының үлгісі табылады. Элементтер мен ішкі жүйелердің бел- гілі бір катынастарына ие, басқару мақсаттарына қажетті және жеткілікті элементтер мен ішкі жүйелердің жиынтығы жүйе құрылымы деп аталады. «Қара жәшік», кұрам және құрылым үлгілерін корытынды- лай келе авторлардың пікірінше жүйеге келесі синтетикалық анықтама беруге болады: «Жүйе — жүйеден ерекшеленетін және белгілі бір объективті немесе субъективті мақсаттар үшін онымен озара әрекеттесетін өзара байланысты элементтер жиынтығы». Жүйелерді жіктеудің түрлі тәсілдері бар: шығу тегі бойынша: жасанды, аралас және табиғи, құрылымның зерттелуі дәрежесі (ақпараттың бар болуы) бо- йынша: «қара жәшік», параметрленбеген бөлік, параметрленген бөлік, «ақ жәшік»; басқару тәсілі бойынша: сырттан басқарылатын, өздігінен басқарылатын, аралас баскарумен; басқарудық ресурстык қамсыздандырылуы бойынша: энер- гетикалык ресурстар (қарапайым және энергия тұрғысынан сын- дарлы), материалдық ресурстар (шағын және үлкен), ақпараттық ресурстары (қарапайым және күрделі). Күрделі басқару нысаны туралы жорамал ақпарат жетіспе- ген жағдайда оныд мазмұндық үлгісін құру қиын болады. Бұл жағдайларда авторлардың пікірінше құрылым туралы және үлгісі жасалатын нысанның кіріс және шығыс параметрлерінің байла- ныстары туралы минималды білімді қажет ететін «қара жәшік» үлгісін қолдану мүмкін болады. Бұл үлгіні құрған кезде шығыс параметрлер басқару мак- сатына байланысты аныкталады, ал шығыс параметрлеріне ай- тарлыктай әсерін тигізетін кіріс параметрлерін тандау мәсе- лесі негізінде түрлі әдістермен, мысалы, көп факторлық талдау, дискриминанттык талдау, статистикалық гипотезаларды тексеру әдістері, ақпарат теориясы әдістері көмегімен шешіле алады. Басқару нысаны мен ортасының қандай күйлерін сипаттайты- нына және қандай дәрежеде адамға тәуелді болуына байланысты параметрлерді жіктеудің түрлі нұсқалары ұсынылуда. Мысалы, параметрлерді төмендегілерді сипаттаушы төрт топқа бөлуге болады: - Басқару нысаны мен қоршаған ортаның бұрынғы тарихы. Баскару нысанының және ортаның нақты жай-күйінің (БНО бастапқы жай-күйі ретінде қарастырылатын) сипаттамасы. Адамнан тәуелсіз факторлар. Адамға тәуелді факторлар (басқару нысанына келтірілетін басқарушы ықпалдар). Бұл жіктелу аталған факторлар топтарының әрқайсысының басқару мақсаттарына қол жеткізуге ықпалын зерттеуге және әрбір топтағы және сол сияқты жалпы барлық топтардағы анағұрлым маңызды факторларды бөліп көрсетуге мүмкіндік береді. Бұл мақсат үшін Бұл зерттеуде жүйенің зертеуші және танушы таң- дау нысандарының белгілерін үсыну кезінде жүйенің алатын ақпараттың орташа көлемін барынша арттыруға негізделетін, ай- нымалы қадамды белгілердің кеңістігі мөлшерлілігін азайтудың итерациялық әдістерін қолдану ұсынылады. Осы зерттеуде кеңінен қолданылатын «фактор» ұғымы мен АБЖ теориясы үшін дәстүрлі «басқарушы ықпал» ұғымының қатынасын қарастырайық. Бұл зерттеуде БНО-ның түрлі күйлерге, соның ішінде, мақсатты күйге өгуіне ықпалын тигізетін барлық себептер бір позициядан қарастырылады. Әрине, Бұл ең алды- мен басқарушы ықпалдар. Сонымен қатар, бұл орта факторлары әрі накты ғана емес, келешек кезеңдікі (болашақ) де. Бұл - БНО- ның да күйлері, соның ішінде, өткен нақты және болжанатын күйлер. Осы барлық факторлардың ішінде адамға тәуелді және ол басқарушы ықпалдар ретінде колдана алатын факторлар, сондай- ақ, адамнан тәуелсіз, оларды ескерусіз БНО басқару сенімділігі төменірек болатын факторлар бар. Осы факторлардың барлығы ұсынылатын үлгіде қарастырылады. Сондықтан, әрине, бұл зерт- теуде фактор ұғымы «басқарушы ықпал» ұғымына қарағанда кеңірек талқыланады. Сонымен қатар, басқарудың ресурстық қамсыздандырылуы бойынша жүйелер жіктелуі де анағұрлым терең көңіл бөлуге лайықты. Үлгі нақты жұмыс істеуі үшін немесе өзекті болуы үшін түрлі ресурстар, ең алдымен энергетикалық, материалдық, ақпараттық, қаржы т.б. ресурстары шығындары қажет болады. Әрине, ресурстық қамтамасыз ету уақыт өте келе өзгереді, Бұл ең алдымен компьютерлік техниканың және ақпараттық жүйелердің жетілдірілуімен байланысты, сондай-ақ, нақты зерт- ісушілер мен жасақтаушылардың мүмкіндіктеріне тәуелді бо- лады. Сондықтан, бұл түрдің жіктелуі, әрине, салыстырмалы іүрде болады. Осыған қарамастан, мұндай жіктелу тәжірибелік күндылыққа ие. Ешқайсысы анықтаушы болып табылмайтын өзара байла- иыстағы элементтерінің жиынтығымен анықталатын жүйе үлкен жүйе деп аталады. Қарастырылып отырған контексте «үлкен» термині жүйенің кеңістіктік өлшемдерін емес, оның шементтерінің үлкен санын білдіреді. Үлкен жүйелердің үлгісін жасау кезінде сипаттаманың үлкен мөлшерлілігі мәселесі туын- дайды. Мысалы, егер көп факторлық үлгі қолданылатын болса, есептеу және ұғымдык (интерпретациямен байланысты) қиын- дықтар жеті-он фактор болған кезде туындайды. Сондықтан, көптеген нақты міндеттер жүздеген және тіпті мьщдаған фактор- ларды есепке алуды талап етеді. Үлкен жүйелерді кіші жүйелерге ауыстырудың екі тәсілі белгілі: әлдеқайда күшті есептеуіш құралдарды (компьютер- лер мен бағдарламалык жүйелер) қолдану немесе мөлшерлілігі гөмен әлсіз байланысқан тапсырмалардың жиынтығына көп олшемді тапсырманың бөлшектелуін жүзеге асыру (егер тап- сырма сипаты бұған мүмкіндік берсе). Eгер жүйе элементтерін орқайсысы жалпы жүйенің мінез-құлкына белгілі бір маңызды ықпал тигізетін, басқа ішкі жүйелермен өзара әрекеттестігі төмен ішкі жүйелердің аздаған көлеміне топтастыру мүмкіндігі болса, Мұның нәтижесінде жүйенің функционалды құрылымы сипатта- масы айтарлықтай жеңілдейді. Тәжірибеде көбінесе зерттеуші өзінің қандай факторларды зерттейтінін, қандайларын зерттемейтінін формалды емес жол- дармен өз бетінше шешеді. Күрделі жүйенің негізгі анықтамасын еске салайық. Күрделі жүйе деп сәйкес үлгісін жасау үшін жоқ немесе қол жеткізгісіз ақпараттар қажет болатын жүйе аталады. Күрделі жүйенің бұл анықтамасы классикалық анықтама болып табылатынын арнайы атап өткен жөн. Күрделі басқару нысаны (КБН) - күрделі жүйе болып табылатын басқару нысаны. Мұндай зерттеуде КБН-ның динамикалық, статикалык, стохастикалык болуы маңызды емес. Бірақ бұл нұсқалар жекелеген оқиғаларды тудырады, олардың кейбіреулері зерттеуде нақтыланады. Eгер басқару күтпеген, болжанбаған немесе қаламайтын, яғни үлгіге сәйкес күткен (болжанған) нәтижелерден басқа жағдай- ларға әкелсе, бұл айтарлықтай көп ақпараттың жетіспеушілігі- мен түсіндіріледі, мұның нәтижесінде үлгінің сәйкессіздігі ту- ындап, бұл жүйенің күрделілігі ретінде түсініледі. Осылайша, жүйенің карапайымдылығы мен күрделілігі салыстырмалы түрде ғана болады және Бұл осы жүйенің әрекеттегі үлгідегі жүйе тура- лы ақпараттың жеткілікті болуын не жетіспеушілігін көрсетеді, яғни сәйкес үлгі құру мүмкіндігімен байланыста болады. Үлкен және күрделі жүйелер арасында көптеген ортақ нәрселер бар: үлкен жүйелердің күрделі болуы жиі кездеседі. Бірақ олардың арасында айтарлықтай айырмашылықтар да бар: үлкен жүйелерді сәйкесінше модельдеу тек өңдеу құралдарына (компьютерлер мен бағдарламалық жасақтамалар) қойылатын жоғары талаптарды қанағаттандырған жағдайда ғана мүмкін бо- лады, ал әлдеқайда күрделі жүйелерді модельдеу кезінде маңызды ақпараттардың жетіспеушілігімен байланысты анағұрлым іргелі мәселелер туындайды. жүктеу/скачать 12,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|