Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления

Подождите немного. Документ загружается.

230

Таблица 6.7

Из рассмотрения ислючается первый вариант. Теперь в табл. 6.7

выбираем наилчший вариант по ритерию R, это 0,28. Таим об-

разом, при наложении стпи на ритерий F, равный 0,17, мы

пришли  выбор второ о варианта.

Вывод: при использовании принципа последовательной с-

тпи выбирается второй вариант.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Рассмотрите основные словия, в оторых осществляется выбор

решения.

2. Перечислите основные рппы ораничивающих фаторов.

3. Что таое внешние и внтренние параметры?

4. Рассмотрите математичесю модель оптимальноо проетирования.

5. Рассажите, а реализется процесс принятия решений.

6. Сформлирйте общю постанов задачи принятия решений.

7. Приведите лассифиацию задач принятия решений.

8. В чем сщность одноритериальной задачи принятия решений?

9. Ка мот приниматься решения в словиях риса?

10. В чем отличия решений в словиях риса и в словиях неопределен-

ности?

11. Рассмотрите основные ритерии оптимальности выбора решений в

словиях неопределенности.

12. В чем сщность мнооритериальной задачи принятия решений?

13. Что представляет собой принцип равномерности?

14. В чем залючается принцип справедливой стпи?

15. В чем отличия принципа абсолютной стпи от принципа относи-

тельной стпи?

16. Поясните принцип выделения одноо оптимизиремоо ритерия.

17. Что представляет собой принцип последовательной стпи?

18. Что таое сверта лоальных ритериев?

19. Рассмотрите способы нормализации лоальных ритериев.

20. Рассмотрите способы задания и чета приоритета лоальных ритериев.

21. Что представляет собой ряд приоритета?

22. Что таое ветор приоритета? Ка задается весовой ветор?

23. Каим образом обычно оличественно задается приоритет ритериев?

24. Чем отличаются др от дра «жестий» и «ибий» приоритеты?

FRV

1 ———

2 0,32 0,28 0,2

3 0,2 0,12 0,2

Крит.

№ вар.

231

Раздел 2

ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Глава 7

ВИДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

УПРАВЛЕНИЯ

Всяое правление предпола ает наличие объета правления

и правляюще о ор ана. Объеты правления чрезвычайно раз-

нообразны: предприятие, сложная техноло ичесая станова,

отрасль народно о хозяйства, живой ор анизм или е о часть,

чебное заведение, ород, область, респблиа. Управление пред-

ставляет собой сложный информационный процесс. Желатель-

но, чтобы правление осществлялось наилчшим образом, было

оптимальным.

В этой лаве рассматриваются различные виды правления:

централизованное, децентрализованное и иерархичесое. Таже

анализирются типовые ор анизационные стртры правления

производством.

Та а в онтре правления сложной системы обязательно

наличие человеа (т. е. сложная система все да является эр ати-

чесой, или человео-машинной системой), то на человеа воз-

ла ается часть фнций правления, причем наиболее ответс-

твенных. Ибо тольо челове способен честь при правлении

системой таие неформализемые поа фаторы, а социаль-

ные, психоло ичесие, моральные и физиоло ичесие.

7.1. Централизованное и децентрализованное

правление

Централизованный вид правления предпола ает реализацию

всех процессов правления объетами в едином центральном ор-

ане правления. Этот ор ан собирает информацию о состоянии

всех объетов правления, осществляет ее обработ и аждом

объет правления выдает свою собственню правляющю о-

манд (рис. 7.1).Управляющий ор ан воздействет на объет п-

равления посредством выдачи оманд. Эт информацию называ-

ют распорядительной. Посоль ор ан правления не безразлично

232

поведение объета правления, все -

да пристствет обратная связь — это

осведомительная информация. Она

сообщает ор ан правления о состоя-

нии объета правления.

Достоинства таой стртры:

— создается принципиальная воз-

можность реализации лобаль-

но-оптимально о правления

системой в целом, посоль

аждое правляющее воздейс-

твие вырабатывается на основе

всей информации о системе;

— достаточно просто реализют-

ся процессы информационно-

о взаимодействия;

— ислючается необходимость в пересылах промежточных

резльтатов процессов правления;

— достаточно ле о осществляется орретирова опера-

тивно изменяющихся данных;

— возниает возможность достижения масимальной эс-

платационной эффетивности при минимальной избы-

точности техничесих средств.

С системотехничесой точи зрения основными недостата-

ми стртры с централизованным правлением являются:

— необходимость для ор ана правления собирать, запоминать

и обрабатывать чрезвычайно большие объемы информации;

— необходимость наличия запоминающих стройств очень

большо о объема;

— необходимость использования вычислительных средств

очень высоой производительности;

— чрезвычайно высоие требования по надежности о всем

элементам техничесо о обеспечения и о всем элементам

про раммно о обеспечения, потом что выход из строя лю-

бо о элемента приводит  выход из строя всей системы;

— высоая сммарная протяженность и пере рженность а-

налов связи при наличии территориально разнесенных

объетов правления.

В централизованном виде правления сществет еще одна

разновидность правления — та называемая централизованная

рассредоточенная стртра.

В рассматриваемой стртре (рис. 7.2) сохраняются все свойс-

тва и особенности принципа централизованно о правления, а

1 2 . . . N

Óïðàâëÿþùèé îðãàí

Îáúåêòû óïðàâëåíèÿ

Рис. 7.1. Централизованная

стртра правления

233

именно: выработа правляюще о воздействия на аждый объет

правления осществляется на основе информации о состоянии

всей совопности объетов правления. Однао в отличие от

полностью централизованной стртры она не имеет четой ло-

ализации в едином правляющем ор ане.

Ал оритмы правления в этом слчае состоят из совопнос-

ти взаимосвязанных ал оритмов правления объетами.

В процессе фнционирования аждый правляющий ор ан

производит прием и обработ соответствющей информации, а

таже выдач правляющих оманд на подчиненные объеты.

Кроме то о, аждый лоальный ор ан правления по мере необ-

ходимости встпает в процесс информационно о взаимодействия

с др ими ор анами правления.

Достоинства таой стртры:

— снижение требований  объемам памяти, производитель-

ности и надежности аждо о правляюще о ор ана без

снижения ачества правления;

— сммарная протяженность и стоимость аналов связи в та-

ой системе может быть снижена.

К недостатам следет отнести:

— сложненность информационных процессов вследствие не-

обходимости обмена данными межд центрами обработи;

— сложность орретирови хранимой в памяти системы ин-

формации;

— значительная избыточность техничесих средств и, следо-

вательно, повышение расходов на их приобретение, мон-

таж и эсплатацию;

— сложность синхронизации процессов обмена информацией.

. . .

. . .. . .

. . .

. . .. . .

. . .

Îáúåêòû óïðàâëåíèÿ

Îðãàíû óïðàâëåíèÿ

Рис. 7.2. Централизованная рассредоточенная стртра правления

232

поведение объета правления, все -

да пристствет обратная связь — это

осведомительная информация. Она

сообщает ор ан правления о состоя-

нии объета правления.

Достоинства таой стртры:

— создается принципиальная воз-

можность реализации лобаль-

но-оптимально о правления

системой в целом, посоль

аждое правляющее воздейс-

твие вырабатывается на основе

всей информации о системе;

— достаточно просто реализют-

ся процессы информационно-

о взаимодействия;

— ислючается необходимость в пересылах промежточных

резльтатов процессов правления;

— достаточно ле о осществляется орретирова опера-

тивно изменяющихся данных;

— возниает возможность достижения масимальной эс-

платационной эффетивности при минимальной избы-

точности техничесих средств.

С системотехничесой точи зрения основными недостата-

ми стртры с централизованным правлением являются:

— необходимость для ор ана правления собирать, запоминать

и обрабатывать чрезвычайно большие объемы информации;

— необходимость наличия запоминающих стройств очень

большо о объема;

— необходимость использования вычислительных средств

очень высоой производительности;

— чрезвычайно высоие требования по надежности о всем

элементам техничесо о обеспечения и о всем элементам

про раммно о обеспечения, потом что выход из строя лю-

бо о элемента приводит  выход из строя всей системы;

— высоая сммарная протяженность и пере рженность а-

налов связи при наличии территориально разнесенных

объетов правления.

В централизованном виде правления сществет еще одна

разновидность правления — та называемая централизованная

рассредоточенная стртра.

В рассматриваемой стртре (рис. 7.2) сохраняются все свойс-

тва и особенности принципа централизованно о правления, а

1 2 . . . N

Óïðàâëÿþùèé îðãàí

Îáúåêòû óïðàâëåíèÿ

Рис. 7.1. Централизованная

стртра правления

233

именно: выработа правляюще о воздействия на аждый объет

правления осществляется на основе информации о состоянии

всей совопности объетов правления. Однао в отличие от

полностью централизованной стртры она не имеет четой ло-

ализации в едином правляющем ор ане.

Ал оритмы правления в этом слчае состоят из совопнос-

ти взаимосвязанных ал оритмов правления объетами.

В процессе фнционирования аждый правляющий ор ан

производит прием и обработ соответствющей информации, а

таже выдач правляющих оманд на подчиненные объеты.

Кроме то о, аждый лоальный ор ан правления по мере необ-

ходимости встпает в процесс информационно о взаимодействия

с др ими ор анами правления.

Достоинства таой стртры:

— снижение требований  объемам памяти, производитель-

ности и надежности аждо о правляюще о ор ана без

снижения ачества правления;

— сммарная протяженность и стоимость аналов связи в та-

ой системе может быть снижена.

К недостатам следет отнести:

— сложненность информационных процессов вследствие не-

обходимости обмена данными межд центрами обработи;

— сложность орретирови хранимой в памяти системы ин-

формации;

— значительная избыточность техничесих средств и, следо-

вательно, повышение расходов на их приобретение, мон-

таж и эсплатацию;

— сложность синхронизации процессов обмена информацией.

. . .

. . .. . .

. . .

. . .. . .

. . .

Îáúåêòû óïðàâëåíèÿ

Îðãàíû óïðàâëåíèÿ

Рис. 7.2. Централизованная рассредоточенная стртра правления

234

Децентрализованное правление

предпола ает распределение фн-

ций правления по отдельным эле-

ментам сложной системы (рис 7.3).

Построение системы с таой

стртрой возможно тольо в слчае

независимости объетов правления

по материальным, энер етичесим,

информационным и иным ресрсам.

Для выработи правляюще о воз-

действия на аждый объет необхо-

дима информация тольо о состоянии это о объета и безразлич-

на информация о coстоянии др их объетов.

Фатичеси децентрализованная стртра представляет со-

бой совопность несольих независимых систем, аждая из о-

торых обладает своей информационной, ал оритмичесой, тех-

ничесой и прочими базами.

Децентрализованное правление свободно от мно их недо-

статов чисто централизованно о правления. Однао по сравне-

нию с централизованным  децентрализованно о правления

имеются очевидные недостати. К их числ относятся:

— возможная разность правления при одинаовых объетах

правления;

— высоая стоимость системы правления;

— соращение перерабатываемой информации может при-

вести  снижению ачества правления.

Поэтом в сложных системах правления, а правило, отно-

сится  промежточном тип, о да степень централизации на-

ходится межд двмя райними слчаями чисто централизован-

но о и децентрализованно о правления.

7.2. Иерархичесое правление

В нае и техние известны слчаи, о да из двх различных

принципов возможен третий, в отором ислючаются недостати

обоих принципов и объединяются тольо преимщества. К тао-

м слчаю относится иерархичесое правление, в отором нали-

цо сммирование преимществ а централизованно о, та и де-

централизованно о правления и отстствие их недостатов.

Понятие «иерархия» ( реч. hierarchia, от hieros — священный

и arche — власть) — это расположение частей и элементов цело о

в поряде от высше о  низшем. Термин «иерархия» был введен

1 2 . . . N

12. . . N

Рис. 7.3. Децентрализован-

ная стртра правления

235

во второй половине V в. афинсим еписопом Дионисием Арео-

па итом в трататах «О небесной иерархии» и «О церовной ие-

рархии» и до XIX в. потреблялся для харатеристии ор аниза-

ции христиансой церви. В нае понятие «иерархия» стало раз-

рабатываться со второй половины XIX в. и применялось для

описания сословно-лассово о деления общества и харатерис-

тии стртры власти, в особенности бюроратии. В XX в. с по-

явлением общей теории систем понятие «иерархия» стало приме-

няться для описания любых системных объетов. Иерархичеси

ор анизованные формы сществют во всех сферах объетивной

реальности: неор аничесой, биоло ичесой, социальной.

В общей теории ор анизации иерархия харатеризет при-

нцип правления, обеспечивающий эффетивное фнциониро-

вание ор анизации; в лин вистие различают иерархии ровней

языа; в теории рафов — иерархичеси построенный раф («де-

рево»).

Иерархичесий принцип правления — это принцип постро-

ения мно остпенчатых систем правления, при отором фн-

ции правления распределяются межд соподчиненными частя-

ми системы. В соответствии с иерархичесим принципом обоб-

щенные правляющие си налы подсистем высше о ровня

постпают для правления подчиненными подсистемами и, на-

оборот, онретные осведомительные и задающие си налы низ-

ших ровней иерархии использются для формирования прав-

ляющих си налов вышестоящих.

Идея иерархичесой стртры представлена на рис. 7.4.

. . .

. . .. . .

Îáúåêòû

àâëåíèÿ

Îðãàíû óïðàâëåíèÿ

. . .. . .

Рис. 7.4. Иерархичесая стртра

234

Децентрализованное правление

предпола ает распределение фн-

ций правления по отдельным эле-

ментам сложной системы (рис 7.3).

Построение системы с таой

стртрой возможно тольо в слчае

независимости объетов правления

по материальным, энер етичесим,

информационным и иным ресрсам.

Для выработи правляюще о воз-

действия на аждый объет необхо-

дима информация тольо о состоянии это о объета и безразлич-

на информация о coстоянии др их объетов.

Фатичеси децентрализованная стртра представляет со-

бой совопность несольих независимых систем, аждая из о-

торых обладает своей информационной, ал оритмичесой, тех-

ничесой и прочими базами.

Децентрализованное правление свободно от мно их недо-

статов чисто централизованно о правления. Однао по сравне-

нию с централизованным  децентрализованно о правления

имеются очевидные недостати. К их числ относятся:

— возможная разность правления при одинаовых объетах

правления;

— высоая стоимость системы правления;

— соращение перерабатываемой информации может при-

вести  снижению ачества правления.

Поэтом в сложных системах правления, а правило, отно-

сится  промежточном тип, о да степень централизации на-

ходится межд двмя райними слчаями чисто централизован-

но о и децентрализованно о правления.

7.2. Иерархичесое правление

В нае и техние известны слчаи, о да из двх различных

принципов возможен третий, в отором ислючаются недостати

обоих принципов и объединяются тольо преимщества. К тао-

м слчаю относится иерархичесое правление, в отором нали-

цо сммирование преимществ а централизованно о, та и де-

централизованно о правления и отстствие их недостатов.

Понятие «иерархия» ( реч. hierarchia, от hieros — священный

и arche — власть) — это расположение частей и элементов цело о

в поряде от высше о  низшем. Термин «иерархия» был введен

1 2 . . . N

12. . . N

Рис. 7.3. Децентрализован-

ная стртра правления

235

во второй половине V в. афинсим еписопом Дионисием Арео-

па итом в трататах «О небесной иерархии» и «О церовной ие-

рархии» и до XIX в. потреблялся для харатеристии ор аниза-

ции христиансой церви. В нае понятие «иерархия» стало раз-

рабатываться со второй половины XIX в. и применялось для

описания сословно-лассово о деления общества и харатерис-

тии стртры власти, в особенности бюроратии. В XX в. с по-

явлением общей теории систем понятие «иерархия» стало приме-

няться для описания любых системных объетов. Иерархичеси

ор анизованные формы сществют во всех сферах объетивной

реальности: неор аничесой, биоло ичесой, социальной.

В общей теории ор анизации иерархия харатеризет при-

нцип правления, обеспечивающий эффетивное фнциониро-

вание ор анизации; в лин вистие различают иерархии ровней

языа; в теории рафов — иерархичеси построенный раф («де-

рево»).

Иерархичесий принцип правления — это принцип постро-

ения мно остпенчатых систем правления, при отором фн-

ции правления распределяются межд соподчиненными частя-

ми системы. В соответствии с иерархичесим принципом обоб-

щенные правляющие си налы подсистем высше о ровня

постпают для правления подчиненными подсистемами и, на-

оборот, онретные осведомительные и задающие си налы низ-

ших ровней иерархии использются для формирования прав-

ляющих си налов вышестоящих.

Идея иерархичесой стртры представлена на рис. 7.4.

. . .

. . .. . .

Îáúåêòû

àâëåíèÿ

Îðãàíû óïðàâëåíèÿ

. . .. . .

Рис. 7.4. Иерархичесая стртра

236

С ростом масштабов объетов правления чрезвычайно ве-

личивается необходимый объем перерабатываемой информации

и сложность ал оритмов правления. В резльтате правлять цент-

рализованным способом становится же невозможно, хотя именно

таое правление обеспечивает наилчшю со ласованность прини-

маемых решений. Та возниает необходимость разделения фн-

ций и ор анов правления. Таое разделение, позволяя справиться с

информационными трдностями аждо о лоально о ор ана прав-

ления, порождает необходимость со ласования принимаемых эти-

ми ор анами решений, т. е. порождает необходимость создания но-

во о ор ана правления более высоо о ровня.

Таим образом, идея иерархичесо о правления сводится 

следющем: псть мы имеем централизованню систем, в ото-

рой ор ан правления не справляется с задачами правления

(рис.7.5, а). То да для е о раз рзи на этот же ровень добавля-

ется еще один ор ан правления. Для со ласования принимаемых

ими решений на более высоий ровень правления добавляется

еще один новый ор ан (рис 7.5, б).

Та, по мере роста сложности правления выстраивается ие-

рархичесая стртра. Поэтом лавной причиной иерархичес-

о о правления является несоответствие межд сложностью п-

равляемо о объета и способностью правляюще о ор ана пол-

чать и обрабатывать информацию.

Кроме то о, применительно  про-

мышленным ор анизационным сис-

темам объеты правления мо т

иметь собственню иерархию, ото-

рая чаще все о не совпадает с иерар-

хией правляющей части (рис. 7.6).

Иерархичесая ор анизация таих

á)à)

. . .

. . . . . .

Рис. 7.5. Сть иерархичесоо правления

. . .

Рис. 7.6. Иерархия

правляемой части

237

систем вознила не из потребностей правления, а под влиянием

объетивных тенденций начно-техничесо о про ресса. Таими

тенденциями являются:

— рост сложности выпсаемых изделий;

— рост сложности техноло ии производства;

— рост сорости смены номенлатры выпсаемых изделий;

— величение числа эономичесих единиц, занятых произ-

водством одно о и то о же изделия.

Это объетивные системообразющие фаторы, определяющие

иерархию производственных объетов в АС. Управляющие процес-

сы в сложных системах требют своевременно о формирования

правильных решений, оторые, во-первых, приводили бы  постав-

ленным целям, во-вторых, были бы взаимно со ласованы, в-треть-

их, были бы своевременны. Каждое таое решение требет поста-

нови соответствющих задач правления. Их совопность образ-

ет иерархию задач правления, оторая в ряде слчаев значительно

сложнее иерархии объета правления. Решение этой иерархии за-

дач правления является лавной фнцией ор анов правления.

Таим образом, в ор анизационных иерархичесих системах

имеет место:

— иерархия объетов правления;

— иерархия правляющей части, оторая, в свою очередь, со-

держит:

а) иерархию ор анов правления,

б) иерархию задач правления.

Всем ор анизационным иерархичесим системам присщи

следющие основные особенности:

— последовательное вертиальное расположение подсистем,

или, иначе оворя, вертиальная соподчиненность;

— приоритет действий, или, иначе оворя, право вмешатель-

ства подсистем верхне о ровня в действия подсистем

нижне о ровня;

— зависимость действий подсистем верхнео ровня от фати-

чесо о исполнения подсистемами нижне о ровня своих

фнций;

— элементы верхне о ровня имеют дело с более широими

аспетами поведения системы в целом, и, следовательно,

они не мо т реа ировать на таие изменения в оржаю-

щей среде или в самом правляемом объете, с оторым

имеют дело элементы более низих ровней;

— чем выше ровень правления, тем больший период време-

ни требется для формирования правляющих воздейс-

твий. Это связано с тем, что степень неопределенности ин-