Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа
Для решения задачи проектирования структуры автоматизированной системы управления организационного типа предложено использовать агрегативно-декомпозиционный подход. Рассмотрены методические аспекты такого подхода в условиях неполноты и неопределенности исходных данных. Для вирішення задачі проектува...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
|---|---|
| Datum: | 2009 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50370 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа / Ю.Я. Самохвалов, В.Б. Осташевский, С.С. Штаненко // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2009. — Т. 11, № 1. — С. 43-51. — Бібліогр.: 6 назв. — pос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-50370 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Самохвалов, Ю.Я. Осташевский, В.Б. Штаненко С.С. 2013-10-12T10:20:51Z 2013-10-12T10:20:51Z 2009 Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа / Ю.Я. Самохвалов, В.Б. Осташевский, С.С. Штаненко // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2009. — Т. 11, № 1. — С. 43-51. — Бібліогр.: 6 назв. — pос. 1560-9189 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50370 621.004.891 Для решения задачи проектирования структуры автоматизированной системы управления организационного типа предложено использовать агрегативно-декомпозиционный подход. Рассмотрены методические аспекты такого подхода в условиях неполноты и неопределенности исходных данных. Для вирішення задачі проектування структури автоматизованої системи управління організаційного типу запропоновано застосовувати агрегативно-декомпозиційний підхід. Розглянуто методичні аспекти такого підходу в умовах неповноти та невизначеності вхідних даних. For solving the problem of designing the structure of the organizational-type automated control system the use of aggregation-decomposition approach is offered. The methodological aspects of such an approach in conditions of incompleteness and uncertainty of starting data are considered. ru Інститут проблем реєстрації інформації НАН України Реєстрація, зберігання і обробка даних Інформаційно-аналітичні системи обробки даних Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа Методичний підхід до проектування структури автоматизованої системи управління організаційного типу Methodical Approach to Designing the Structure of the Organizational-Type Automated Control System Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа |
| spellingShingle |
Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа Самохвалов, Ю.Я. Осташевский, В.Б. Штаненко С.С. Інформаційно-аналітичні системи обробки даних |
| title_short |
Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа |
| title_full |
Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа |
| title_fullStr |
Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа |
| title_full_unstemmed |
Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа |
| title_sort |
методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа |
| author |
Самохвалов, Ю.Я. Осташевский, В.Б. Штаненко С.С. |
| author_facet |
Самохвалов, Ю.Я. Осташевский, В.Б. Штаненко С.С. |
| topic |
Інформаційно-аналітичні системи обробки даних |
| topic_facet |
Інформаційно-аналітичні системи обробки даних |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Реєстрація, зберігання і обробка даних |
| publisher |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Методичний підхід до проектування структури автоматизованої системи управління організаційного типу Methodical Approach to Designing the Structure of the Organizational-Type Automated Control System |
| description |
Для решения задачи проектирования структуры автоматизированной системы управления организационного типа предложено использовать агрегативно-декомпозиционный подход. Рассмотрены методические аспекты такого подхода в условиях неполноты и неопределенности исходных данных.
Для вирішення задачі проектування структури автоматизованої системи управління організаційного типу запропоновано застосовувати агрегативно-декомпозиційний підхід. Розглянуто методичні аспекти такого підходу в умовах неповноти та невизначеності вхідних даних.
For solving the problem of designing the structure of the organizational-type automated control system the use of aggregation-decomposition approach is offered. The methodological aspects of such an approach in conditions of incompleteness and uncertainty of starting data are considered.
|
| issn |
1560-9189 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50370 |
| citation_txt |
Методический подход к проектированию структуры автоматизированнойсистемы управления организационного типа / Ю.Я. Самохвалов, В.Б. Осташевский, С.С. Штаненко // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2009. — Т. 11, № 1. — С. 43-51. — Бібліогр.: 6 назв. — pос. |
| work_keys_str_mv |
AT samohvalovûâ metodičeskiipodhodkproektirovaniûstrukturyavtomatizirovannoisistemyupravleniâorganizacionnogotipa AT ostaševskiivb metodičeskiipodhodkproektirovaniûstrukturyavtomatizirovannoisistemyupravleniâorganizacionnogotipa AT štanenkoss metodičeskiipodhodkproektirovaniûstrukturyavtomatizirovannoisistemyupravleniâorganizacionnogotipa AT samohvalovûâ metodičniipídhíddoproektuvannâstrukturiavtomatizovanoísistemiupravlínnâorganízacíinogotipu AT ostaševskiivb metodičniipídhíddoproektuvannâstrukturiavtomatizovanoísistemiupravlínnâorganízacíinogotipu AT štanenkoss metodičniipídhíddoproektuvannâstrukturiavtomatizovanoísistemiupravlínnâorganízacíinogotipu AT samohvalovûâ methodicalapproachtodesigningthestructureoftheorganizationaltypeautomatedcontrolsystem AT ostaševskiivb methodicalapproachtodesigningthestructureoftheorganizationaltypeautomatedcontrolsystem AT štanenkoss methodicalapproachtodesigningthestructureoftheorganizationaltypeautomatedcontrolsystem |
| first_indexed |
2025-11-24T05:35:31Z |
| last_indexed |
2025-11-24T05:35:31Z |
| _version_ |
1850843699180732416 |
| fulltext |
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2009, Т. 11, № 1 43
УДК 621.004.891
Ю. Я. Самохвалов1, В. Б. Осташевский2, С. С. Штаненко1
1Военный институт телекоммуникаций и информатизации НТУУ «КПИ»
ул. Московская, 45/1, 01011 Киев, Украина
2Институт проблем регистрации информации НАН Украины
ул. Н. Шпака, 2, 03113 Киев, Украина
Методический подход к проектированию структуры
автоматизированной системы управления
организационного типа
Для решения задачи проектирования структуры автоматизированной
системы управления организационного типа предложено использо-
вать агрегативно-декомпозиционный подход. Рассмотрены методи-
ческие аспекты такого подхода в условиях неполноты и неопределен-
ности исходных данных.
Ключевые слова: проектирование структуры, агрегативно-декомпо-
зиционный подход, структура автоматизированной системы управ-
ления.
Введение
Автоматизированные системы управления организационного типа являются
сложными человеко-машинными системами, характеризующимися большим чис-
лом территориально распределенных элементов и выполняемых функций, высо-
кой степенью связности элементов, сложностью алгоритмов выбора тех или иных
управляющих воздействий и большим объемом перерабатываемой при этом ин-
формации.
Одной из основных задач при создании сложной системы является проекти-
рование ее структуры, которая определяет внутреннюю организацию и относи-
тельно устойчивые взаимосвязи элементов системы. Решение данной задачи
представляет собой сложный трудоемкий процесс, так как на ранних стадиях про-
ектирования параметры системы в ряде случаев могут быть известны лишь при-
близительно, с некоторым распределением вероятностей их значений или с неко-
торой степенью принадлежности значений параметров заданным интервалам, что
приводит к неоднозначности определения структуры системы. Кроме этого, зада-
ча проектирования структуры тесно связана с задачей оптимизации функциони-
рования систем, поскольку организация системы во многом определяет эффектив-
ность ее функционирования. Учет динамики функционирования системы на этапе
© Ю. Я. Самохвалов, В. Б. Осташевский, С. С. Штаненко
Ю. Я. Самохвалов, В. Б. Осташевский, С. С. Штаненко
44
ее проектирования приводит к необходимости совместного использования опти-
мизационных и имитационных моделей для получения оптимальных (рациональ-
ных) вариантов построения системы.
В настоящее время для решения задачи проектирования структуры автомати-
зированной системы управления (АСУ) организационного типа широко использу-
ется агрегативно-декомпозиционный подход [1]. Вместе с тем, методические ас-
пекты такого подхода требуют систематизации и дальнейшего развития в услови-
ях неполноты и неопределенности исходных данных. Это положение определяет
цель данной статьи и ее основное содержание.
Основные этапы проектирования структуры
Агрегативно-декомпозиционный подход включает последовательную деком-
позицию выполняемых системой целей, функций и задач и их агрегирование на
соответствующих уровнях детализации структуры для генерирования вариантов
построения системы в целом. Реализация данного подхода требует разработки
специальной человеко-машинной процедуры поиска рациональной структуры
системы (см. рисунок).
О п р е д е л е н и е ч и с л а у р о в н е й
и у з л о в с и с т е м ы
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
У ч и т ы в а е м ы е х а р а к т е р и с т и к и :
ц е л и и с т р а т е г и и ф у н к ц и о н и -
р о в а н и я с и с т е м ы у п р а в л е н и я ;
о р г ш т а т н а я с т р у к т у р а
Р а с п р е д е л е н и е з а д а ч п о
у р о в н я м и у з л а м с и с т е м ы
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
У ч и т ы в а е м ы е х а р а к т е р и с т и к и :
э ф ф е к т и в н о с т ь р е ш е н и я з а д а ч ;
з а т р а т ы н а и х в з а и м о с в ь и
р а з р а б о т к у
В ы б о р т е х н и ч е с к и х с р е д с т в
д л я у з л о в с и с т е м ы
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
У ч и т ы в а е м ы е х а р а к т е р и с т и к и :
с и с т е м н ы е т р е б о в а н и я к
т е х н и ч е с к и м с р е д с т в а м
З а д а ч а 1
З а д а ч а 2
З а д а ч а 3
И м и т а ц и о н н о е
м о д е л и р о в а н и е р а б о т ы
с и с т е м ы
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
У т о ч н е н и е т р е б о в а н и й к
х а р а к т е р и с т и к а м к а ч е с т в а
З а д а ч а 4
Последовательность задач проектирования структуры АСУ
Методический подход к проектированию структуры
автоматизированной системы управления организационного типа
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2009, Т. 11, № 1 45
Таким образом, под проектированием структуры АСУ понимается процесс
последовательного решения системно увязанных частных задач выбора основных
элементов системы, числа уровней и подсистем управления (иерархия управле-
ния), оптимального распределения задач (функций) по уровням и узлам системы,
выбора технических средств, обеспечивающих своевременное решение функцио-
нальных задач АСУ. Данные задачи решаются итерационно в силу их взаимосвя-
занности и необходимости корректировки получаемых решений. А это, в свою
очередь, предполагает построение базового (опорного) варианта структуры сис-
темы, а затем его последовательное уточнение.
Выбор структуры АСУ, как правило, осуществляется на ранних стадиях про-
ектирования, на которых объективно присутствует значительная неполнота и не-
определенность исходных данных. Так, например, задача распределения задач по
узлам и уровням системы должна решаться практически в условиях отсутствия
основных характеристик решаемых задач, так как этот этап осуществляется по
времени значительно раньше их разработки. Отсутствие характеристик решаемых
задач также усложняет и выбор необходимых технических средств для их эффек-
тивного решения. Неполнота и неопределенность исходных данных требуют для
решения задач выбора основных элементов и частей системы использования аде-
кватных методов принятия решений, основанных на применении нечетких экс-
пертных оценок для задания исходных данных и представления результатов [6].
Определение числа уровней и узлов системы
Задача определения числа узлов и уровней системы состоит в выборе такой
ее топологии, которая при прочих равных условиях обеспечивает эффективную
реализацию функций и задач в процессе функционирования системы.
Построение опорного варианта. Топология опорного варианта должна фор-
мироваться согласно принципу соответствия структуры АСУ организационно-
штатной структуре системы управления. Данный принцип предполагает, что вне-
дрение средств автоматизации не должно повлечь коренной перестройки структу-
ры системы управления [5]. Скорее наоборот, предполагается, что средства авто-
матизации должны «мягко» вписываться в существующую структуру системы
управления без кардинальных изменений последней. Кроме того, организацион-
ная структура АСУ должна включать технологические узлы решения задач
управления. Исходя из этого, задачу формирования топологии АСУ можно сфор-
мулировать следующим образом.
Пусть F — множество уровней системы управления, P — множество должно-
стных лиц, обеспечивающих процесс управления, а Q — множество операционно-
технологических схем решения задач АСУ. Требуется построить отображение
NMQPF : ,
где M, N — множество уровней и узлов АСУ соответственно.
Это отображение можно разбить на два: NMPF :1 и NQ :2 .
Выбор организационной структуры в рамках отображения 1 характерен тем, что
Ю. Я. Самохвалов, В. Б. Осташевский, С. С. Штаненко
46
в этом случае отсутствуют достаточно обоснованные формализованные критерии,
что обуславливает применение для этих целей экспертных методов анализа соот-
ветствия структуры АСУ организационно-штатной структуре системы управле-
ния.
Для выбора узлов системы в рамках отображения 2 может быть использо-
ван подход, в основе которого лежит анализ оптимального варианта операцион-
ной технологии решения всей совокупности задач АСУ, обеспечивающего при
заданных ограничениях по времени и объему информации минимум затрат на ее
обработку [2]. В таком варианте выделяются группы функционально связных тех-
нологических операций, которые могут быть распределены по соответствующим
узлам системы.
Согласно этому подходу, для каждой задачи АСУ формируется совокупность
различных вариантов операционной технологии ее решения. Эти варианты пред-
ставляются в виде графа, узлы которого соответствуют используемым техниче-
ским средствам и носителям информации, а дуги отражают взаимосвязи и после-
довательности операций. Время выполнения операции задается в виде оценки
длины соответствующей дуги. Для любой задачи АСУ, рассматриваемой отдель-
но, оптимальный вариант технологии находится как путь минимальной длинны в
вышеуказанном графе.
Взаимосвязь задач АСУ усложняет проблему выбора вариантов и выдвигает
требование поиска оптимума для всей совокупности задач системы. Математиче-
ски такая задача может быть представлена как поиск coвокупностей N путей ми-
нимальной длины в N графах, взаимосвязанных между собой так, что выбор пути
в i-м графе влияет на выбор пути в остальных.
Пусть имеется N частных ориентированных сетей, составленных для реше-
ния N задач АСУ. Требуется отыскать такие N путей (в каждой сети по одному),
общая длина которых T была бы минимальной.
Взаимосвязанная последовательность дуг от начальной до конечной вершины
i-й сети образует путь ijl , который будет определять j-й вариант решения i-й зада-
чи, где imj ,1 . Множество путей i-й сети определяет множество ),...,( 1 iimii llE
вариантов решения i-й задачи, где Ni ,1 .
Поставим в соответствие каждой дуге hkb в i-й задаче время hkt выполнения
технологической операции. Тогда сумма hkt для дуг, составляющих j-й путь ijl ,
в i-й сети, определяет время ijT решения i-й задачи j-м вариантом, т.е.
ijhk lt
hkij tT .
Таким образом, необходимо найти множество вариантов путей, при которых
функция
N
i
ijTT
1
достигала бы минимума.
Если размерность сети связи задач АСУ незначительная, то для решения этой
задачи можно использовать алгоритм полного перебора всех вариантов сети [2]. В
Методический подход к проектированию структуры
автоматизированной системы управления организационного типа
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2009, Т. 11, № 1 47
противном случае, более целесообразно применить для ее решения метод «ветвей
и границ», позволяющий существенно уменьшить перебор.
В результате работы алгоритма получим множество ),...,( 1 jNj llL оптималь-
ных технологических путей решения задач АСУ. Затем, в путях ijl выделяются
группы функционально связных технологических операций, которые могут вы-
полняться на выделенных узлах системы.
Уточнение варианта. В процессе функционирования АСУ с распределенной
структурой возможен обмен информацией между его узлами. В этом случае время
решения задач непосредственно зависит от количества узлов, поскольку затраты
на обмен информацией и конфликты при обмене приводят к тому, что в процессе
решения взаимосвязанной совокупности задач производительность системы, как
многомашинного вычислительного комплекса, будет меньше суммарной произ-
водительности входящих в нее узлов. В связи с этим возникает задача определе-
ния такого количества узлов, при котором суммарная производительность АСУ, с
учетом затрат на обмен, будет максимальной.
Пусть АСУ состоит из L узлов. Предположим, что одновременно обмен каж-
дым узлом может производиться не более чем с одним узлом. Тогда полное коли-
чество возможных связей между узлами равно L(L – 1).
Далее, пусть каждый из двух взаимодействующих узлов тратит на обмен не-
которую долю производительности 0 < < 1. Тогда производительность узлов
снижается за счет обмена на величину 2L(L – 1) и становится равной L* =
= L 2L(L – 1) = (1 + 2)L – 2L2.
При оценке затрат учитывается, что каждая пара взаимодействующих узлов
использует общий ресурс системы (коммуникационную среду), что соответствен-
но увеличивает затраты вдвое, так как в процессе обмена участвуют оба взаимо-
действующих узла. Зависимость производительности от L2 приводит к быстрому
снижению ее величины при большом количестве узлов. Максимум производи-
тельности достигается при количестве узлов, равном ближайшему целому числу к
величине .
4
2
L
L При последующем увеличении количества узлов свыше L
время на решение функциональных задач падает, и в пределе каждый из узлов в
такой вычислительной системе может быть занят только обменом.
Распределение задач по уровням и узлам АСУ
Распределение задач между уровнями и узлами иерархической системы
является достаточно типичной задачей проектирования сложных технических
систем. Эффективность функционирования АСУ во многом зависит от того, каким
образом задачи будут распределены по ее уровням и узлам. Следовательно, задача
состоит в таком распределении множества решаемых задач между уровнями и
узлами АСУ, которое удовлетворяло бы некоторому критерию эффективности и
заданным ограничениям.
Построение опорного варианта. Множество функциональных задач АСУ
включает задачи должностных лиц, обеспечивающих процесс управления (задачи
планирования и оперативного управления). Эти задачи в силу своей специфики
Ю. Я. Самохвалов, В. Б. Осташевский, С. С. Штаненко
48
должны распределяться по узлам АСУ согласно их функциональной направлен-
ности. То есть, в каждом узле АСУ должны решаться только те задачи, которые
соответствуют их функциональному назначению. Другими словами, распределе-
ние функциональных задач однозначно определяется узлами АСУ.
Кроме этого, согласно принципу построения функциональных подсистем, на
каждом уровне АСУ должны быть сосредоточены задачи с максимальной функ-
циональной связностью и минимальной информационной зависимостью между
ними. Это позволит, во-первых, наполнить уровни и узлы АСУ необходимым и
достаточным функциональным содержанием, а во-вторых, минимизировать время
на обмен информацией между уровнями и узлами в процессе функционирования
АСУ.
Введем следующие обозначения:
Ii ,1 — множество функциональных задач АСУ;
Jj ,1 — множество узлов АСУ;
jKk ,1 — множество функций j -го узла;
| ii | — матрица связи между задачами. Задачи i и i считаются связанными,
если для решения i-й задачи используется информация, являющаяся выходной
для i-й задачи, при этом ii имеет смысл степени связности. Если задачи не свя-
заны, то ii = 0;
kjS — семантика k-й функции j-го узла;
iΨ — семантика i-й задачи.
Тогда:
а) i-я задача распределяется на j-й узел тогда и только тогда, когда
),...,( 1 jKj j
SS | iΨ , где | — знак логической выводимости;
б) если pii , где р — некоторый порог, то задачи i и i не разрешается рас-
пределять на различные узлы.
Далее, кроме функциональных задач, АСУ может включать также задачи об-
щего назначения (вспомогательные задачи). Это задачи могут решаться на раз-
личных уровнях и узлах, поэтому их требуется распределить по узлам системы
таким образом, чтобы удовлетворить некоторому критерию эффективности и за-
данным ограничениям. В качестве критерия эффективности целесообразно ис-
пользовать минимум временных затрат, связанных с обменом информацией меж-
ду уровнями и узлами системы. С целью минимизации таких временных затрат в
каждом узле должны быть сконцентрированы те задачи, которые имеют макси-
мальную взаимосвязь. Для формализации задачи в такой постановке введем сле-
дующие обозначения:
Ii ,1 — множество вспомогательных задач системы;
Jj ,1 — множество узлов системы;
aij — относительная частота выполнения i-й задачи после j-й (алгоритмиче-
ская связность i-й задачи с j-й);
ijk — затраты на реализацию i-й задачи в j-м узле.
Методический подход к проектированию структуры
автоматизированной системы управления организационного типа
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2009, Т. 11, № 1 49
При приведенных обозначениях распределения задач можно представить в
виде следующей задачи целочисленного линейного программирования.
Найти:
,min
J I
ijij xa (1)
где
случаепротивномв
узлемjврешаетсязадачаяiесли
xij
0
,--,1
при ограничениях:
j
ij Iix ,,1,1 (2)
j
ji
ijij bxk
,
. (3)
Критерий (1) указывает на то, что задачи в узлах будут максимально взаимо-
связаны. Ограничение (2) не допускает решения i-й задачи в различных узлах, а
(3) ограничивает затраты на реализацию задач в узлах.
Уточнение варианта. Уточнение варианта осуществляется с целью миними-
зации временных затрат на решение задач с учетом затрат на обмен информацией
между узлами.
Введем следующие обозначения:
Ii ,1 — множество задач системы;
Jj ,1 — множество узлов системы;
| ii | — матрица связи между задачами. Задачи i и i считаются связанными,
если для решения i-й задачи используется информация, являющаяся выходной
для i-й задачи, при этом ii имеет смысл среднего потока информации от i-й за-
дачи к задаче i; если задачи не связаны, то ii = 0;
jj — матрица затрат на передачу единицы информации из j-го узла в j-й;
для несвязанных узлов jj = ∞;
ijt — время решения i-й задачи в j-м узле;
ijk — затраты на реализацию i-й задачи в j-м узле.
Тогда задачу распределения можно представить в виде следующей задачи це-
лочисленного линейного программирования.
Найти:
I J
ijij xmax , (4)
где
ji
jjiiijij t ;
Ю. Я. Самохвалов, В. Б. Осташевский, С. С. Штаненко
50
случаепротивномв
узлемjврешаетсязадачаяiесли
xij
0
,--,1
при ограничениях:
j
ij Iix ,,1,1 (5)
j
ji
ijij bxk
,
. (6)
Критерий (4) имеет смысл общего времени решения всей совокупности задач
с учетом затрат на обмен информацией между узлами. Ограничение (5) не допус-
кает решения i-й задачи в различных узлах, а (6) ограничивает затраты на реали-
зацию задач в узлах.
Эффективное решение задач в постановках (1)–(3) и (4)–(6) можно осущест-
вить методом ветвей и границ.
Выбор технических средств узлов системы
Данная задача решается с целью выделения из множества возможных вариан-
тов организации технических средств (ТС) тех, которые наиболее полно удовле-
творяют техническим требованиям к АСУ, имеющимся к моменту решения задачи.
Выбор ТС конкретного применения является наименее решенной из много-
численных проблем проектирования структуры системы. Это обусловливается
трудностью установления взаимосвязи параметров ТС с эффективностью реше-
ния задач АСУ, отсутствием стандартной методики выбора, постоянным расши-
рением номенклатуры ТС. Кроме того, сложность выбора ТС обусловлена также
тем, что он характеризуется значительным количеством системных требований
как количественных, так и качественных. Все это позволяет охарактеризовать за-
дачу выбора ТС как многокритериальную и многопараметрическую.
Под системными требованиями, предъявляемыми к ТС, будем понимать со-
вокупность требований к решению задач АСУ, требований к ее техническим ха-
рактеристикам, а также концептуально-системных требований [3].
Задачу выбора ТС, которые наилучшим образом соответствуют системным
требованиям, можно сформулировать следующим образом.
Пусть },1{ l
l
il nicC — множество технических средств l-го типа, а
},1{ j
l
ij
l
j kitT — множество системных требований, предъявляемых к техниче-
ским средствам l-го типа j-го узла. Требования могут носить как количественный,
так и качественный характер.
Далее, пусть ))(),...,(()( 11
l
jk
l
k
l
j
ll
i jj
tqtqcQ — вектор показателей соответствия
средства l
ic системным требованиям, которые предъявляются к техническим
средствам l-го типа j-го узла. В этом векторе )( l
ij
l tq
i
— степень соответствия i-го
средств l-го типа требованию l
ij
t . Требуется выбрать такое средство l
l
i Cc
0
, кото-
Методический подход к проектированию структуры
автоматизированной системы управления организационного типа
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2009, Т. 11, № 1 51
рое обеспечивает оптимальное в некотором смысле значение векторного критерия
)( l
icQ , т.е. )(arg0
l
i
I
coptQi .
Как отмечалось выше, на этапе выбора ТС объективно отсутствуют точные
характеристики решаемых задач, что обуславливает использование нечетких экс-
пертных оценок для задания требований к техническим средствам. Учитывая этот
факт, эффективное решения данной задачи, как на этапе построения опорного ва-
рианта, так и на этапе его уточнения, можно осуществить методом анализа иерар-
хий [4]. Данный метод обладает достаточной степенью общности и может быть
использован при выборе как аппаратных, так и программных средств.
Выводы
Решение задачи проектирования структуры сложной технической системы в
условиях неполноты и неопределенности исходных данных затрудняется тем об-
стоятельством, что параметры системы на ранних этапах проектирования могут
быть известны лишь приблизительно. Учет этого обстоятельства приводит к не-
обходимости совершенствования существующих методик проектирования.
Процесс проектирования структуры АСУ предложено представлять в виде по-
следовательности системно увязанных частных задач выбора основных элементов
системы, числа уровней и подсистем управления (иерархия управления), оптималь-
ного распределения задач (функций) по уровням и узлам системы, выбора техниче-
ских средств, обеспечивающих своевременное решение функциональных задач АСУ.
Для каждого этапа предложены подходы и методы решения задач проектиро-
вания, увязанные в единую процедуру выбора рациональных решений. В основу
предложенных решений положены методы нечетких экспертных оценок и проце-
дуры обработки экспертной информации.
1. Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем / Цвиркун А.Д. — М.: Наука,
1982. — 197 с.
2. Хазанович Э.С. Определение оптимальной структуры технических средств и технологии
обработки информации / Э.С. Хазанович, И.К. Жабин. — В кн.: Экономика и математические ме-
тоды. — М.: Наука, 1969. — Т. 5. — Вып. 2.
3. Скурихин В.И. О формулировании концепций. Концепция «четырех И» / В.И. Скурихин //
Управляющие системы и машины. — 1989. — № 2. — С. 7–12.
4. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Т. Саати. — М.: Радио и связь,
1993. — 311 с.
5. Герасимов Б.М. Проектирование организационных структур: Методы и алгоритмы / Гера-
симов Б.М., Глуцкий В.И., Рабчун А.А. — К.: БФ «Миротворец», 2000. — 206 с.
6. Самохвалов Ю.Я. Построение технического облика автоматизированных систем /
Самохвалов Ю.Я., Науменко Е.М. // Захист інформації. — Державний університет інформаційно-
комунікаційних технологій. — 2005. — № 2. — С. 13–19.
Поступила в редакцию 02.03.2009
|