Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
В системних дослідженнях широко використовуються процедури декомпозиції та агрегування, які є різними аспектами аналітичного та синтетичного методів дослідження систем. Складна система розчленовується на менш складні частини, які потім можуть об’єднуватись в одне ціле, що дає можливість пояснити ціле через його частини у вигляді структури цілого.
Декомпозиція – розкладання цілого на частини: задачі – на підзадачі; системи – на підсистеми. Це дає можливість спростити загальну задачу, скоротити її розмірність та використовувати більш прості моделі.
Агрегування – об’єднання частин в ціле, що часто дає можливість отримати нові якісні та кількісні показники системи. В цьому проявляються властивість емереджентності, коли нове об’єднання (нова система) має такі властивості, яких не має жоден з елементів, які об’єднуються. Наочний приклад прояву цієї властивості наведено на рис. 1.1
A
n+1
n n n+1
B
а б в
Рис.1.1. Схеми з’єднань елементів
Цифровий автомат S перетворює будь-яке число на вході в нове число на виході, яке на одиницю більше вхідного (рис.1.1.а). При з’єднанні двох автоматів S в кільце (рис.1.1. б) система генерує зростаючу послідовність на виходах А і В, одна з яких складається з парних чисел, друга – з непарних. При паралельному з’єднанні (рис.1.1.в) реалізується задача резервуванння.
1.5. Системний підхід при аналізі ТК
Можна виділити різні ознаки, але головними є ті, які характеризують як деякі кількісні сторони, наприклад, кількість елементів, так і якісні. Відомий підхід, коли складною системою (СС) називають таку, математичні моделі якої можна описати принаймні двома способами (детерміновані та стохастичні, теоретикоймовірнісні і т.д.). Для ТК при характеристиці їх як СС виділяють такі ознаки:
Класифікація ТК. Ця класифікація може виконуватись за різни-ми ознаками, але вона повинна бути такою, щоб виділити окремі групи (класи) із спільними характерними ознаками.
Системний аналіз технологічних процесів як об’єктів управління.
При дослідженні технологічних процесів із позицій задач управління використовуються основні прийоми системного аналізу (системного підходу):
З позицій системного аналізу розв’язуються задачі моделювання, оптимізації, управління та оптимального проектування хіміко-технологічних систем (ХТС) в масштабах ТК, відділення, цеху, заводу. Для цього використовуються відповідні математичні моделі.
Умовно неподільними одиницями ТК є технологічний процес (ТП) – нижній рівень ієрархії виробництва. В той же час можлива подальша деталізація цих одиниць до рівня фізико-хімічних ефектів та явищ, що дозволяє, в свою чергу, розглянути окремий хіміко-технологічний процес як складну систему. Важливо розуміти, що одиничний хіміко-технологічний процес із його складним комплексом елементарних фізико-хімічних явищ – типова велика (складна) система в смислі її класичного кібернетичного визначення. Рівень складності цієї системи визначається:
При системному аналізі виробництва (підприємства) як великої (складної) системи виділяють, як правило, три рівні:
Кожен типовий процес як одиниця першого рівня ієрархії формалізується як фізико-хімічна система (ФХС) – багатофазне багатокомпонентне суцільне природне середовище , розподілене в просторі та змінне в часі, в кожній точці гомогенності якого та на границі розділення фаз відбувається перенос речовини, енергії та імпульсу при наявності джерел (чи стоків) останніх.
Приймаючи до уваги, що на вхід ФХС поступають потоки суцільного середовища, які характеризуються вектором вхідних змінних (склад і температура фаз, тиск, швидкість, густина і т.д.), які проходять цілеспрямовані фізико-хімічні перетворення, можна записати:
Y=A(U), (1.12)
де А – оператор (технічний), який формалізує відображення простору змінних входу в простір виходу, відповідно реальному фізико-технічному процесу. Оператор А є складним: у відповідності із суперпозицією (накладанням) ряду «елементарних» технологічних операторів – хімічного та фазового перетворень; дифузійного, конвективного та турбулентого перепису речовини та тепла; змішування та ін.. Таким чином, цей оператор відображує сукупність лінійних, нелінійних, розподілених в просторі і змінних в часі процесів та має змішану детерміновано-стохастичну природу.
Коли мова йде про математичну модель, то записують на основі (1.12):
(U,X), (1.13)
де - простір оцінок змінних виходу.
Застосування методології системного підходу до створення складних систем управління. Методологія – сукупність прийомів дослідження в науці.
Системний підхід при створенні складних структур управління проявляється в таких підходах:
[1,с.16-34;5,с.10-29]
2.Структурний аналіз складних систем управління
Для цих систем аналізується організаційна, функціональна, технічна структура. Ці структури можна розглядати, як певні моделі, які відображають функції та цілі, які стоять перед системою. В першу чергу враховують ієрархічність системи, тому їх структури завжди будуть багаторівневими. Ця багаторівнева структура допомагає на різних рівнях розглядати з різною деталізацією властивості системи та їх складових. Таким чином, структура – сукупність елементів і зв’язків між ними, які визначаються відповідно до функцій і цілей системи (рис 2.1).
|
П р и з н а ч е н н я
Д е т а л і з а ц і я |
Рис. 2.1 Багаторівневе представлення структури ССУ
Для кожної системи можна поставити у відповідність множину структур із різною кількістю рівнів деталізації, що визначається призначенням структури, так і самою системою. При переміщенні на нижні рівні деталізація завжди збільшується, але призначення системи стає зрозумілим при переміщені на верхній рівень. Існують системи структуровані (добре структуровані), слабко структуровані і неструктуровані (мало структуровані). У відповідності до цього для кожного класу систем розробляються відповідні математичні моделі. В структурному аналізі виділяють прийоми декомпозиції та агрегування. Прийом декомпозиції дозволяє цілеспрямовано виділити підсистеми, а другий прийом – агрегування – дозволяє об’єднати деякі підсистеми, щоб утворити технологічний об’єкт управління із заданими властивостями. В результаті структурного аналізу приймається рішення відносно архітектури системного управління, розташування термінальних точок (датчики, регулюючі органи, робочі місця).
2.1. Функціональна, організаційна та технічна структура
Організаційна структура (на прикладі підприємства)
Ця структура призначена для розв’язання таких задач:
- опис складу підсистем та зв’язків між ними;
- визначення функцій підсистем та при необхідності розкриття їх внутрішньої структури;
- опис матеріальних та інформаційних потоків;
- побудова загальної інформаційної структури та відповідних моделей.
Функціональна структура
Дає можливість:
- визначити функції управління в структурних підрозділах існуючої системи;
- обрати функції, які автоматизуються;
- визначення зв’язків між автоматизованими функціями;
- розробки ієрархії задач управління та відповідних моделей.
Технічна структура
Технічна структура відображає основні технічні засоби для отримання інформації та її обробки, а також пристрої для зв’язків між елементами в тому числі мережі.
При аналізі технічної структури:
- визначаються основні елементи, які забезпечують інформаційні процеси: реєстрацію та підготовку, зберігання і видачу інформації;
- складається формальна структурна модель системи технічних засобів з урахуванням топології розташування елементів, їх інформаційної та енергетичної взаємодії між собою та зовнішнім середовище.
Загальна задача структурного аналізу полягає у визначенні струк-турних властивостей системи та її підсистеми на основі опису елементів та зв’язків між ними.
При розв’язанні практичних задач структурного аналізу складних систем управління приймаються три рівні опису зв’язків між елементами:
На першому рівні досліджуваній системі може відповідати неорієнтований граф, вершинами якого є елементи системи, а ребрами – зв’язки між ними. На цьому рівні основними задачами структурного аналізу є:
- визначення зв’язності (цілісності) системи та виділення зв’язних підсистем із своїми елементами, якщо система в цілому не є зв’язною;
На другому рівні, коли напрям зв’язку задано, системі відповідає орінтований граф, напрямок дуг якого співпадає з напрямом зв’язків. Результати структурного аналізу на цьому рівні більш змістовні, а задачами структурного аналізу є:
- визначення зв’язності системи;
- топологічна декомпозиція з виділенням сильно зв’язних підсистем;
На третьому рівні опису зв’язків між елементами системи враховується не лише направленість зв’язку, а й розкриваються склад і характер сигналів взаємодії елементів (вхідні, вихідні, керування).
Крім того, при структурному аналізі розв’язуються такі задачі:
При незначній початковій інформації про структуру системи, коли враховуються лише наявність і напрямок зв’язку, зручно використовувати апарат теорії графів.