Информационные аспекты управления

Проектирование и производство РЭС немыслимо без целенаправленного процесса управления, осуществляемого с помощью информационных технологий. Необходимо четко понимать. что практически на любом этапе жизненного цикла РЭС, как сложная система, взаимодействует с системами проектирования, исследования, производства, эксплуатации, в свою очередь, являющимися сложными системами. Изучению особенностей системного подхода посвящена глава 2 пособия. В настоящем разделе рассмотрим характеристики процесса управления, без которого невозможна любая целенаправленная деятельность

Логика процесса управления может быть оценена с позиций:

1. Категорий управления.

2. Организации управления.

3 Структуры управления.

Рассмотрим кратко составляющие указанных компонент.

Категории управления Категории управления сведены в табл.3.1

Оперативность определяет порядок выработки сигналов управления во времени и является переменной величиной. На неё влияют производительность органа управления, организация процесса управления, число контуров управления в различные моменты времени, наличие и характер обратных связей. В конечном итоге, оперативность оценивается временем цикла управления, которое задается априорно или измеряется на различных этапах процесса.

Обоснованность характеризует собой содержание управляющих воздействий, правильность которых базируется на интуитивных и научно обоснованных решениях ЛПР. Обоснованность оценивает степень приближения выбранного решения к оптимальному и зависит от уровня понимания закономерностей процесса управления, возможности использования знаний в конкретной ситуации, опыта и интуиции ЛПР и т.д. Обоснованность, характеризуя качество принимаемых решений, практически не поддаётся оценке в процессе управления. Существует несколько методов априорной оценки обоснованности:

а) вариантный, когда принимается к рассмотрению m_зад вариантов, заданных ЛПР или существующим в базе данных. Если фактическое число рассмотренных вариантов - m из-за ресурсных ограничений оказывается меньше m_зад, то обоснованность определится из их отношения. Достоверность такой оценки весьма низка вследствие первоначально допускаемого субъективизма.

б) использование внешнего критерия (оценка предложена В.П. Морозовым). Предположим, что значение максимальной эффективности равно К₀ для оптимального варианта решения Х⁽⁰⁾, а К(Х) показатель эффективности управляемого процесса X, тогда обоснованность V равна

V = 1 -[ К₀ - К(Х)] / К₀

Такой подход, как и любая квалиметрическая оценка определяет степень приближения к выбранному эталону, однако не учитывает сложности оценки самих вариантов, допущений аналитических моделей, неполного знания обстановки и т.д.

в) вероятностный метод, позволяющий учитывать вероятностный характер воздействий, параметров управления, различные аналитические модели, что достаточно просто реализуется методами имитационного моделирования.

Таблица 3.1

Действие	Характеристика	Оценка	Сфера применения
Процесс выработки сигнала управления	Оперативность Обоснованность Категоричность	Т цикла М[ К0] Риск	Дирекция, плановый отдел, штаб
Распространение сигнала управления	Охват Непрерывность	М[x] tзапаздывания	Пространство Время

Категоричность определяет форму передачи сигналов управления по возможности не допускающей иных толкований, в виде словесных формулировок приказа или количественных данных.

Охват определяет уровень вовлеченности в процесс управления участников этого процесса. Охват и оперативность - противоречивые категории, и зачастую охват зависит от принятого варианта управления и может не учитываться на каких - либо уровнях.

Непрерывность оценивает способность постоянно влиять на объект и с появлением информационных технологий позволяет не только обеспечивать постоянную фиксацию текущего состояния, но и прогнозировать будущие изменения и осуществлять корректирующие воздействия.

Организация управления представляет собой иерархию трех уровней различной степени общности:

1.Высший уровень- цикл управления состоит из:

- оценки обстановки, сводящуюся в нашем случае к изучению имеющейся информации об аналогичных проектируемых нами РЭС, маркетинговым исследованиям, экономическим оценкам, что приводит к созданию информационного образа будущей РЭС, позволяющего обосновать информационное решение;

- выработки плана, касающегося перестройки и переоснащения процесса проектирования и производства, включая разработку или освоение нового программного продукта, методов моделирования, представляющий из себя организационное решение;

- следующие этапы включают в себя подготовку приказа, его оформление и доведение до управляемых структур, составляя основу управленческого решения.

2. Средний уровень - цикл выработки решения состоит из обоснования решения (информационного, организационного или управленческого) и принятия решения (информационного, организационного или управленческого). Именно на этих этапах проявляется эффективность использования информационных технологий.

3. Низший уровень - цикл выбора альтернативы, состоящий из выбора альтернативы, её оценки и анализа

Структура управления обычно представляется в виде четырёх этапов, реализуемых с использованием средств ИТ:

- сбор и обработка информации всех доступных видов,

- подготовка и поэтапное принятие решения,

- выработка управляющих сигналов, реализующих решение

- передача информации и / или сигналов управления

В сложной многоуровневой системе управления при использовании человека и/или ЭВМ в качестве ЛОР и ЛПР может быть несколько точек принятия решений на перечисленных выше этапах и уровнях управления. На рис.1.6 - представлен фрагмент иерархической 3-х уровневой структуры

Рис. 1.6 Фрагмент структуры

Таким образом, точка принятия решения - это все моменты времени, в которых проводится анализ и/или принимаются решения. Из рис. 1.6. видно, что на нижнем уровне таких точек одна - анализ варианта, на среднем уровне две, на верхнем уровне три.

Поскольку процесс управления содержит повторяющиеся последовательности действий органа управления на участках между точками принятия решения, то интервалы между точками принятия решений обычно называют циклами. Цикл реализуется контуром управления, состоящим из ЛПР, ЛОР, технических средств ИТ. Так, например, цикл выработки решения представлен на рис. 1.7

.

Рис 1.7 Цикл выработки решения а) и цикл выбора альтернативы б)

Сами циклы также составляют иерархию, так рассмотренный на рис. 1.7а цикл выработки решения является частью цикла управления, включающего все четыре этапа. В свою очередь, рассмотрение альтернатив на этапе обоснования решения и принятия промежуточного решения ЛОР, а также на этапе принятия решения ЛПР распадается на выбор одной из альтернатив, её решения и анализа полученного решения (рис. 1.7б), что представляет собой цикл выбора альтернативы. Качество таких этапов прямо связано со временем, имеющимся для принятия решения, что влияет на количество и точность оценки имеющихся альтернатив. Сокращение циклов любого уровня возможно за счёт:

1. понижения степени обоснованности

2. повышения децентрализации

3. уменьшения адаптивности

Первая возможность очевидна и не требует комментарий. Стремление ЛПР, даже при использовании ИТ, централизовать управление приводит к значительному увеличению цикла управления. Введение децентрализации приводит к тому, что решения в отдельных звеньях могут вырабатываться параллельно, следовательно, сокращается время цикла управления и повышается его оперативность. В качестве количественной меры централизации процесса управления принимается отношение числа контуров, в которых решение принимается лично ЛПР, к общему числу точек принятия решения. Тенденция современных систем управления к увеличению гибкости и эффективности управления приводит к созданию адаптивных структур. В качестве количественной меры адаптивности, повышающей оперативность системы, можно принять отношение максимального времени функционирования совокупности контуров управления, решающих задачу после адаптации структуры к минимальному времени функционирования начальных контуров управления, решающих ту же задачу в штатном режиме. Адаптация соответственно повышает живучесть системы, так как многие современные системы управления построены по принципу комплексирования функций.

Широкое применение ИТ привело к появлению категории управления называемой коллегиальностью. Само по себе это понятие не является новым, но в вычислительных системах оно приобрело новое содержание, отражающее долю участия ЭВМ в выработке и принятии решения. Особенно эта категория управления важна при дефиците времени. Можно рассмотреть несколько градаций шкалы ответственности при участии в управлении искусственного интеллекта:

1. ЛПР рассматривает все возможные варианты решения, подготовленные ЛОР с помощью ИТ, степень обоснованности самая высокая.

2. Из-за объективных причин рассмотрены не все варианты - обоснованность снижается.

3. ЛПР рассмотрел только один вариант, отличающийся от опорного варианта ЛОР, при этом вся ответственность ложится на ЛПР.

4. Принят вариант, подготовленный ЛОР без каких либо корректив - ответственность и степень обоснованности полностью являются прерогативой ЛОР.

5. Если ЛОР по объективным причинам смог воспользоваться только одним вариантом, подготовленным ЭВМ - ответственность полностью на ЭВМ.

6. Если время на принятие решения меньше цикла решения на ЭВМ - необходимо переходить на резервные варианты управления.

В заключение сделаем следующие выводы:

· Внедрение информационных технологий в процессы проектирования и производства РЭС создало возможность объединить в процессе решения искусственный и естественный интеллекты, значительно расширив диапазон принятия решений в реальном масштабе времени.

· Мерой качества принимаемых решений являются категории управления: оперативность и обоснованность.

• Процесс проектирования РЭС и управление им представляют собой композицию сложных систем, рассмотрение которых возможно только с позиций системного подхода, рассматриваемого в главе 2