Синтез моделей и алгоритмов анализа функционирования стохастических технологических систем в условиях конфликта взаимодействующих параметров Глущенко, Сергей Владимирович

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. На современном этапе развития научно-технического прогресса наблюдаются непрерывные качественные и количественные изменения в сфере производства, являющегося одним из разновидностей технологической системы (ТС). Реальные наукоемкие, высокоточные ТС в большинстве своем имеют стохастическую природу и, как правило, конфликтный характер взаимодействия параметров. Особая трудность в связи с этим возникает при оптимизации и диагностическом анализе стохастических технологических систем (СТС). На сегодняшний день не достаточно строго решены задачи формализации конфликта параметров СТС. Существующие подходы к исследованию конфликта не учитывают стохастический характер систем, страдает концептуальной неполнотой. Возникает потребность в разработке моделей, алгоритмов и принципов, позволяющих оценивать конфликтные взаимодействия, выбирать конфликтные решения для обеспечения нехудших условий функционирования СТС. Отсюда возникает необходимость проведения анализа функционирования ТС на основе исследования конфликта параметров с применением методов многомерной статистики. Такой анализ позволяет выявить истинные причины развития системы в том или ином направлении, перехода из стационарного состояния в нестационарное.

Диссертационная работа выполнена на кафедре математического моделирования технологических систем Воронежской государственной технологической академии в соответствии с программой работ Государственного комитета Российской федерации по высшему образованию по теме "Моделирование технологических систем, принципов и методов их автоматизированного проектирования и управления", ГР N 01920008098; программой работ Головного совета ГКБ0 Р5 по автоматике и система,! управления по теме "Моделирование информационных технологий и разработка инструментальных средств управления процессами и производствами", ГР N 01920008098.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью диссертационной работы является разработка инвариантных к предметной области системной модели, алгоритмов и численных схем анализа функционирования стохастических ТС на основе исследования конфликта взаимодействующих параметров. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

і. Разработка системной модели анализа функционирования ТС в условиях конфликта взаимодействующих параметров.

1. Построение информационно-структурной модели аналива функционирования ТС, реализующей логические схемы принятия решений в технологических задачах.

2. Определение вероятностного и статистического конфликта для анализа функционирования ТС.

3. Разработка алгоритмов и численных схем анализа функционирования ТС в условиях конфликта взаимодействующих параметров.

Б. Определение взаимосвязей информационного, алгоритмического и специального программного обеспечения.

6. Проведение программного эксперимента и реализация результатов в конкретных практических задачах.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Выполненные теоретические и зксперимен-тальные исследования базируются на использовании теорий: многомерного статистичекого анализа, причинного анализа, теории множеств, графов, исследования операций, принятия решений, теории информации. Описание отдельных цепочек информационно-структурной модели проводится на языке логических схем алгоритмов. Общей методологической основой является системный подход.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА полученных в диссертационной работе результатов заключается в следующем:

1. Разработаны инвариантная к предметной области системная
модель анализа функционирования ТС на основе исследования конф
ликта взаимодействующих параметров, в том числе модели исследова
ния и оценки конфликта параметров.

2. Создана информационно-структурная модель анализа функцио
нирования ТС, реализующая взаимосвязь схем определения и исследо
вания конфликта, многомерного статистического анализа, причинного
анализа и принятия решений в единый информационный граф и графы
управления.

3. Даны определения вероятностного и статистического конф--ликта параметров ТС.

4. Построены алгоритмы и численные схемы анализа функционирования ТС на основе исследования конфликта.

1. Инвариантная к предметной области системная модель анализа функционирования ТС на основе исследования конфликта взаимо-

действующих параметров, модели исследования у оценки конфликта параметров.

2. Информационно-структурная модель анализ;, функционирования ТС, реализующая взаимосвязь су.еи определения и ) сследования конфликта, многомерного статистического анализа, пр' чинного анализа и принятия решений в единый информационный граф и графы управления.

3. Алгоритмы и численные схемы анализа функционирования ТС на основе исследования конфликта взаимодействующих параметров.

4. Специальное программное обеспечение, апробированное в условиях эксплуатации на реальных производственных объектах.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В результате проведенных исследований разработана методика анализа функционирования ТС р условиях конфликта ее параметров, разработано специальное программное обеспечение, которое может быть использовано в САПР, АСУ, АСУТП, АСГО1. Программное обеспечение легло в основу автоматизированной системы АНКОН, которая использовалась при решении ряда практических задач, таких как: анализ стационарности ТС; определение и исследование скрытых механизмов функционирования системы, причин перехода ТС из стационарного состояния в нестационарное, факторов возникновения конфликта параметров; анализ динамита конфликта; анализ связи этих факторов с факторами и причинами нестацпокар-ности ТС; уменьшение времени обработки информации и др.

Автоматизирован!, ..і система АНКОН является инструментом, позволяющим провести анализ функционирования ТС, дать направленную информацию на принятие адекватных решений относительно воздействий на ТС, на основе анализа динамики конфликта выявить характер изменения поведения системы.

Результаты работы внедрены на заводе "Злаке" в г. Зеленограде, включены в комплексную систему управления производства блоков магнитных головок (ЕМГ). Эффект получен за счет снижения Бремені: обрабатываемой информации, уменьиения ошибок при обработке информации, повышения точности принимаемых решений.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты диссертационного исследования догладывались и обсу;чдалнсъ на следующих конференциях и семинарах: Школа - семинар стран СНГ "Современные методы в теории краевых задач" (г. Воронеж, 1592г.); Российская научная конференция "Информационные технологические системы. Технологические задачи механики сплошных сред" (г. Вороне*, iC*52r.j;

Межреспубликанская конференция "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования" (г. Тамбов, 1993г.); Межрегиональный научно-технический семинар "Применение компьютерных технологий и систем для решения современных научно-технических и экономических вадач" (г. Черкассы, 1993г.); Российский научный симпозиум "Молодежь и проблемы информационного и экологического мониторинга" (г. Воронеж, 1995 г.), научно-технические конференции ВГТА 1991-1997' г.г..

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа"состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы из 118 наименований и одного приложения. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит 33 рисунка.